目的 綜述人工合成可降解聚合材料在骨修復重建的研究現狀，展望骨替代材料和骨組織工程支架材料的發(fā)展方向。 方法 查閱近年來關于人工合成可降解聚合材料作為骨修復替代和骨組織工程支架材料的相關文獻，并分別進行闡述。 結果 目前作為骨修復替代和骨組織工程支架材料研究較多的人工合成可降解聚合材料包括脂肪族聚酯、聚氨酯、聚酸酐和氨基酸聚合物。各種聚合材料都具有良好的生物安全性和組織相容性，且降解產物無毒。材料的機械強度和降解速率可根據合成的官能基團種類、數目和合成方法進行調節(jié)，因而可按需制備出一定強度和降解速率的骨修復材料。初步動物實驗結果顯示其具有良好的骨修復效果。 結論 人工合成降解性聚合材料，特別是各種共聚物材料、復合材料、負載骨生長因子的材料，可能成為最具潛力、最為理想的骨修復重建生物材料。
【摘 要】 目的 通過動物實驗評價重組蛇毒纖溶因子（recombinant fibrinolytic enzyme factor Ⅱ，rF Ⅱ）修飾聚氨酯（polyurethane，PU）人工血管的植入效果。 方法 采用浸漬- 瀝濾法制備口徑4 mm PU 微孔人工血管，掃描電鏡觀察血管管壁微孔大小和形態(tài)，用rF Ⅱ修飾人工血管內腔。取20 只體重（20 ± 1） kg 的雄性雜種犬制作頸動脈2 cm 缺損模型，隨機分為3 組：rF Ⅱ修飾PU 組（n=8）、無rF Ⅱ修飾PU 組（n=6）和膨體聚四氟乙烯（expandedpolytetrafluoroethlyene，ePTFE）組（n=6），植入相應人工血管以修復缺損。記錄術后動物一般情況；計算術后30 d 和60 d的血管通暢率；測量術后60 d 人工血管內徑，并進行組織學檢查和掃描電鏡觀察。 結 果 制得的PU 微孔人工血管內徑（3.74 ± 0.06）mm，壁厚0.4 ～ 0.6 mm，密度0.25 g/cm3，孔隙率79.8%，徑向動態(tài)順應性為8.57%/100 mmHg。人工血管管壁內，微孔分布均勻，呈開孔結構。外層孔徑為（140 ± 41）μm，內層孔徑為（100 ± 3）μm，外層/ 內層的厚度比約2 ∶ 1，內腔表面孔徑為（40 ± 16）μm。術后頸部切口愈合良好，動物均存活，無并發(fā)癥發(fā)生。術后30 d 及60 d 血管通暢率：rF Ⅱ修飾PU 組分別為100% 及66.7%，無rF Ⅱ PU 組為66.7% 及33.3%，ePTFE 組為66.7% 及0，堵塞的人工血管在吻合處發(fā)現血栓。rF Ⅱ修飾PU 組、無rF Ⅱ修飾PU 組及ePTFE 組植入前血管內徑分別為（3.74 ± 0.06）、（3.74 ± 0.06）、（4.00 ±0.03） mm；術后60 d 內徑分別為（4.51 ± 0.05）、（4.31 ± 0.24）、（4.43 ± 0.12）mm；3 組間植入前后比較差異均無統(tǒng)計學意義（P gt; 0.05）。rF Ⅱ修飾PU 組組織學觀察，植入15 d 有血漿蛋白在內腔表面沉積；30 d 后有少量細胞黏附；60 d 后新內膜形成。新內膜厚度隨植入時間增加而變厚；植入后60 d rF Ⅱ修飾PU 組人工血管近端、中點及遠端的新內膜厚度分別為（560 ± 22）、（78 ± 5）、（323 ± 31）μm（P lt; 0.05）。掃描電鏡觀察，rF Ⅱ修飾PU 組新內膜表面由扁長形細胞組成，其長軸順著血流方向排列，與正常頸動脈內腔表面形貌相似。 結論 rF Ⅱ修飾PU 血管內腔可提高纖溶活性，減少血栓栓塞的發(fā)生，有利于提高植入血管的通暢率。
目的 研究小徑微孔聚氨酯(polyurethane, PU)人工血管的制備條件對微觀結構和力學性能的影響。 方法 采用浸漬瀝濾法制備PU小徑微孔人工血管，通過改變模徑、PU材料、鹽粒大小、鹽膠比和浸漬次數等制備條件，控制人工血管的尺寸參數和微觀結構，測定PU血管的力學性能，觀察血管尺寸參數和微觀結構對其性能的影響。 結果 PU小徑血管內徑2～4 mm，壁厚0.6～1.2 mm，密度0.23～0.49 g／cm3，孔徑42～95 μm，孔隙率56%～80%。血管的徑向順應性1.2 %～7.4 %·13.3 kPa-1，水滲透性0.29～12.44 g／(cm2·min)，軸向抗張強度1.55～4.36 MPa，爆破強度60～300 kPa，縫線撕裂強度19.5～96.2N／cm2。相同尺寸時，Chro-noflex制備的小徑血管的順應性和水滲透性優(yōu)于PCU-1500制備的小徑血管，而PCU-1500小徑血管的軸向抗張強度、爆破強度和縫線撕裂強度優(yōu)于Chronoflex小徑血管。 結論 通過選擇材料和優(yōu)化制備條件，可制得具有合適孔徑和孔隙率，順應性和其它性能與天然血管匹配的PU小徑血管。
介紹一種利用聚氨酯高分子材料和有機溶劑四氫呋喃配制的溶液制備犬門脈高壓癥動物模型的方法, 并評價成模效果。選用西安本地雜種犬12只, 取上腹部小切口, 經門靜脈推注8%(W/V)的聚氨酯-四氫呋喃溶液建立門脈高壓癥模型。分別在造模前、造模中、造模后4、8、12周測量實驗犬門靜脈壓力, 以造模前門靜脈壓力作為正常參考值, 評估模型建立效果。結果顯示經門靜脈注射聚氨酯-四氫呋喃溶液后門靜脈壓力可立即升至造模前的2.5倍, 4周后門靜脈壓力維持在造模前的1.5倍以上。該法制備犬門脈高壓癥模型操作簡單、死亡率低、門靜脈壓力維持穩(wěn)定, 尤其是腹腔粘連極輕, 門靜脈的結構和位置保持正常, 非常適合外科手術治療門脈高壓癥方面的研究。
為克服羥基磷灰石/聚氨酯植入體材料界面結合力弱、羥基磷灰石在聚氨酯基體中分散性差等缺陷,論文采用原位復合法制備納米羥基磷灰石/聚氨酯復合材料,對材料的斷面微觀形貌、熱穩(wěn)定性、玻璃化轉變溫度、力學性能進行了測定與分析,借助MG63細胞與復合材料共培養(yǎng)方法來評定復合材料的生物相容性。原位復合的方法可以提高界面結合強度、改善羥基磷灰石顆粒在聚氨酯基體中的分散性,并使材料力學性能得到明顯改善。結果表明,當羥基磷灰石的質量分數為20%時,聚氨酯的熱穩(wěn)定性、玻璃化轉變溫度均得以提高;拉伸強度和斷裂伸長率最大,分別為6.83 MPa、861.17%,與純聚氨酯相比分別提高了236.45%和143.30%;細胞培養(yǎng)實驗可見該復合材料對細胞的黏附與增殖無不良影響。
目的制備生物醫(yī)用聚氨酯微球，對其理化性能及體外生物相容性進行評價。 方法采用自乳化法（乳化速率分別為1 000、2 000、3 000、4 000 r/min）制備聚氨酯微球，采用傅里葉變換紅外光譜儀測試聚氨酯微球的分子結構，掃描電鏡觀察微球內部結構及表面形貌，篩選最佳乳化速率制備的微球進行后續(xù)實驗。培養(yǎng)人臍靜脈內皮細胞（human umbilical vein endothelial cells,HUVECs），采用鈣黃綠素/碘化丙啶（calcein-acetoxymethylester/pyridine iodide,Calcein-AM/PI）雙染觀察細胞在聚氨酯材料上的形態(tài)及生長黏附情況。分別用含1%苯酚、10% FBS的H-DMEM培養(yǎng)基（A組）、按GB/T 16886.12標準規(guī)定比例制備的聚氨酯材料浸提液（B組）、含10% FBS的H-DMEM培養(yǎng)基（C組）培養(yǎng)細胞，采用細胞計數試劑盒8（cell counting kit 8,CCK-8）法評價細胞活力；通過溶血實驗評價血液相容性，其中浸提液作為實驗組，生理鹽水作為陰性對照組，蒸餾水作為陽性對照組。 結果掃描電鏡觀察示，乳化速率為2 000 r/min時制得的微球形態(tài)大小均較為理想，聚氨酯涂膜的表面為粗糙致密結構，內部為不均勻的多孔結構。Calcein-AM/PI雙染觀察示HUVECs與聚氨酯材料黏附緊密，且以綠染的活細胞為主。CCK-8檢測示B、C組各時間點細胞增殖活力均顯著高于A組（P＜0.05），材料細胞毒性低。溶血實驗測定示，陽性對照組吸光度（A）值為0.864±0.002，陰性對照組A值為0.015±0.001，聚氨酯微球浸提液的溶血率為0.39%±0.07%（＜5%標準），無溶血作用。 結論通過自乳化法成功制備了球形度較好的聚氨酯微球，該材料有利于細胞黏附增殖、細胞毒性低，且具備良好血液相容性，有望用作軟組織缺損填充材料。
目的構建用于膀胱修復與重建的聚氨酯（polyurethane，PU）-膀胱脫細胞基質（bladder acellular matrix，BACM）復合支架，并對其力學性能和生物相容性進行體內外評價。 方法取10只雄性新西蘭大白兔膀胱，經1% SDS及1% Triton X-100脫細胞處理后，用PU乳液對所得BACM進行表面涂覆，獲得PU-BACM復合支架；用力學試驗儀測試BACM與PU-BACM支架的拉伸強度及斷裂伸長率。將人膀胱平滑肌細胞（human bladder smooth muscle cells，HBSMC）分別與BACM、PU、PU-BACM支架共培養(yǎng)，通過細胞計數試劑盒8法比較各組材料對細胞增殖的影響。以DMEM培養(yǎng)基制得上述3種材料浸提液，并以DMEM培養(yǎng)基作對照，與HBSMC共培養(yǎng)，流式細胞儀測定細胞周期。取12只雄性新西蘭大白兔膀胱剪開5 mm小口，將PU-BACM支架以鎖邊法縫合于膀胱切口部位以建立膀胱損傷修復模型，術后10、20、40、60 d取材行HE染色觀察炎性浸潤、材料降解和上皮再生情況。 結果BACM和PU-BACM的拉伸強度分別為（5.78±0.85）N和（11.88±3.21）N，斷裂伸長率分別為14.46%±3.21%和23.14%±1.32%，差異均有統(tǒng)計學意義（t=3.182，P=0.034；t=4.332，P=0.012）。細胞增殖實驗顯示，體外培養(yǎng)5、7 d后，PU-BACM支架組細胞增殖顯著高于BACM組（P＜0.05）；細胞周期實驗中，對照組及PU、BACM、PU-BACM組的細胞增殖率分別為36.78%±1.21%、30.49%±0.89%、18.92%±0.84%和22.42%±1.55%，PU-BACM組顯著高于BACM組（P＜0.05）。兔膀胱修復實驗中，術后10 d移植部位出現單核炎性細胞浸潤情況；20 d炎性反應逐漸減弱、材料逐步降解；40 d觀測到上皮再生；60 d移植部位形成與正常組織類似結構，修復基本完成。 結論PU-BACM復合支架較BACM力學性能及生物相容性均有顯著提升；在兔膀胱修復實驗中，復合支架未導致強烈的免疫反應，并在移植部位形成新生膀胱組織，可為進一步研究提供基礎數據。
目的對人耳廓軟骨與聚氨酯彈性體材料、高密度聚乙烯材料（Medpor）進行力學性能比較，為選擇合適的人工耳支架材料提供理論依據。方法將實驗材料分為 3 組，分別是人耳廓軟骨組（A 組）、聚氨酯彈性體組（B 組）和 Medpor 組（C 組），每組 6 個樣本。利用 Instron5967 力學試驗機進行壓縮、拉伸試驗，分別測量壓縮參數值（包括屈服應力、屈服載荷、彈性模量、屈服壓縮率、2 MPa 壓縮率和 10% 應變壓縮應力），拉伸參數值（包括屈服應力、屈服載荷、彈性模量、屈服伸長率、2 MPa 伸長率和 1% 應變拉伸應力），并進行比較。結果壓縮試驗：B 組樣本全程未見明顯屈服點，A、C 組樣本可見明顯屈服點。A、C 組屈服應力、屈服載荷差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）；但 C 組屈服壓縮率顯著低于 A 組（P<0.05），彈性模量顯著高于 A 組（P<0.05）。3 組材料 2 MPa 壓縮率組間比較差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05），從大到小依次為 B、A、C 組；C 組 10% 應變壓縮應力顯著高于 A、B 組（P<0.05），A、B 組間差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。拉伸試驗：B 組材料具有極強的伸長性能。A、B 組屈服應力顯著高于 C 組，彈性模量和 1% 應變拉伸應力顯著低于 C 組（P<0.05）；A、B 組間差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。3 組間屈服載荷比較差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）；屈服伸長率 3 組間比較差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05），從大到小依次為 B、A、C 組。2 MPa 伸長率 B 組顯著高于 A、C 組（P<0.05），A、C 組間差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。結論與 Medpor 材料相比，聚氨酯彈性體是更理想的人工耳支架材料。
聚氨酯材料具有良好的生物相容性、血液相容性、力學性能、耐疲勞性和可加工性，一直以來都是備受關注的生物醫(yī)用材料。利用靜電紡絲技術制備的聚氨酯纖維能夠較好地模擬天然細胞外基質（ECMs）結構，種子細胞可較好地黏附和增殖，滿足組織修復和重建的要求。本綜述旨在通過介紹靜電紡聚氨酯纖維在骨組織工程、皮膚組織工程、神經組織工程、血管組織工程和心臟組織工程方面的研究進展，幫助研究人員深入了解靜電紡聚氨酯纖維在組織工程和再生醫(yī)學中的實際應用。