专题九：生物医用纺织材料2019-2020
纤维基支架在骨和软骨组织再生中的应用
张宇，刘来俊，焦勇杰，李超婧，王富军，王璐
摘要：组织工程对于骨和软骨组织缺损的修复具有广阔的发展前景。在组织工程三要素之一的支架中，纤维基支架由于具有较大的比表面积、相互连通的多孔结构以及与天然细胞外基质相似等优势，在骨和软骨修复中已展现出巨大的应用潜力。纤维支架的成型通常基于静电纺丝法、热致相分离法、自组装肽法和溶剂热法，血管化和软骨再生是此类支架目前在临床应用上所面临的的主要挑战。通过仿生天然骨和软骨组织的复杂结构、综合多种技术手段在结构和功能上设计纤维基三维多孔支架将是改善骨和软骨组织工程支架修复效果的主要发展方向。
关键词：纤维基支架;静电纺丝;热致相分离;自组装肽;溶剂热;血管化;软骨再生
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高分子纤维及其集合体的拓扑结构对细胞行为的调控
武小童，何儿，王璐，刘来俊，李超婧，王富军
摘要：近年来,生物医用材料诱导组织再生成为再生医学领域的重要研究和发展方向,材料拓扑结构对细胞行为的调控越来越受研究者的重视。高分子纤维基材料的化学性质与拓扑结构具有高度可控性,在再生医学领域中有着巨大的应用潜力。围绕高分子纤维基材料的拓扑结构,从单纤维结构与集合体结构两方面阐述其对细胞黏附铺展、增殖、迁移及分化等行为的调控作用,这对设计和研发新型诱导组织再生的高分子纤维基材料具有一定的理论意义。
关键词：高分子;纤维集合体;拓扑结构;细胞行为;诱导再生
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骨修复用串晶结构PCL/β-TCP复合纤维膜的制备及性能
张天添，刘来俊，蒋冠森，李凌晨，李超婧，王璐，王富军
摘要：为探究纤维表面结构对骨修复相关性能的影响，结合静电纺丝和溶液诱导结晶法制备了串晶（shish-kebab，SK）结构微纳米纤维膜。通过改变聚己内酯（PCL）溶液的质量分数，得到了具有不同片晶尺寸的SK结构的PCL/β磷酸三钙（β-TCP）复合纤维膜。对复合纤维膜的形貌、比表面积、接触角、力学和生物性能进行测试与评价。结果表明，相比PT10复合纤维膜，质量分数为1.0%的PCL溶液制备的SK结构（PT10-SK1.0）复合纤维膜,其亲水性和力学性能得到明显改善，同时具有优异的生物活性及生物相容性,在骨修复领域具有潜在的应用价值。
关键词：骨修复;静电纺丝;复合纤维膜;串晶结构;片晶尺寸
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可用于伤口感染检测的新型敷料的研究进展
唐志敏，唐丽琴，曾羽佳，李彦，王璐
摘要：敷料作为临时性替代皮肤屏障功能的医用纺织品在创伤治疗领域不可或缺。然而，覆盖敷料后的伤口不易掌握愈合情况，感染加重，伤口迁延难愈的情况时有发生，因而敷料的研发开始朝着高端化、智能化方向不断发展。从分析感染伤口处发生的微环境变化过程入手，综述了可对伤口处的pH、温度、细胞代谢产物、内源性伤口生物标记物、挥发性有机物进行检测的响应性敷料的构建方法及其特征，探讨了未来高端敷料的研发趋势，即利用各种传感技术对伤口感染指标进行实时监测，同时实现按需给药，远程监控以掌握愈合情况，减轻患者身体与心理负担，改善治疗效果。
关键词：新型敷料;伤口监测;伤口微环境;伤口愈合
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人工韧带拉伸扭转疲劳测试装置的设计和应用
卢俊，李姝佳，陈泓傑，汤旭，劳继红，王璐，林婧
摘要：针对人工韧带在体内出现拉伸扭转移植失效问题，设计了一种人工韧带拉伸扭转疲劳测试装置。该装置由计算机、织物强力仪、力学传感器、上夹持装置和模拟人体前交叉韧带剪切载荷受力的扭转疲劳装置组件组成。使用自制的两种编织结构人工韧带进行拉伸扭转疲劳测试以验证装置的可行性。结果表明：人工韧带在历经疲劳加载后表观形态发生部分变化，并且由扭转剪切载荷引起的纤维脱散可能引发术后并发症，此外人工韧带的拉伸和弹性回复性能亦有一定的损失。该装置具有较好的仿真性和测试稳定性，可为人工韧带的研发、产业化及临床使用提供指导。
关键词：人工韧带;拉伸扭转疲劳测试装置;表观形态;拉伸;弹性回复;性能
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导电高分子膜材料制备及其生物医用研究进展
魏乐倩，李沂蒙，蓝丽珍，毛吉富，王璐
摘要：电信号是生物体调节细胞、器官和组织生理活动的重要途径之一，导电高分子具有导电性和生物相容性，可直接向细胞或组织传递电信号，能够实现组织的修复与再生。在简要介绍导电高分子种类及其材料特性的基础上，聚焦导电高分子膜材料，深入分析该膜材料的电化学合成和化学合成法（包括溶液浇铸、静电纺丝、原位聚合和界面聚合法）的优缺点与适用范围，并对通过导电高分子膜材料构建组织修复与再生平台、药物输送系统、电化学生物传感器、人工肌肉的方法和原理进行归纳总结。未来还需探索导电高分子材料的性能优化及批量化生产方法，可根据材料最终用途选择最大化突出导电高分子特性的制膜方法，还可从其他角度探索利用导电高分子特性的可能，以拓宽其在生物医学领域的应用前景。
关键词：导电生物材料;导电高分子;膜制备;生物医用
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聚乙烯醇/聚丙烯酰胺水凝胶基小口径人工血管材料
吴雨芬，邢美毅，王璐，关国平
摘要：结合浇注法及编织法制备了一种编织管增强的聚乙烯醇（PVA）/聚丙烯酰胺（PAAm）水凝胶小口径人工血管材料（内直径6 mm），并进行了一系列表征。结果表明：当该人工血管材料的拉伸伸长率为50%时，拉伸强度可达到（905.6±63.1）kPa，压缩弹性回复率为（93.4±6.7）%，缝合线固位强力为（9.89±0.64）N；在80～120 mmHg条件下，径向顺应性达到（3.11±0.09）%，是商用e-PTFE人工血管的6.9倍；材料的细胞相容性良好，溶血率极低，属于不溶血材料。
关键词：水凝胶;人工血管;编织管;力学性能;生物相容性
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敷料用介孔硅基盐酸环丙沙星缓释颗粒的制备及性能
徐瑞芳，谢晓静，高晶，王璐
摘要：为适应医用敷料抗菌和缓释功能的要求，采用十八烷基三甲基溴化铵（STAB）为模板剂，制备敷料用介孔二氧化硅（SiO2）载体材料，并探讨工艺参数对其结构的影响。以盐酸环丙沙星（CH）为客体分子，介孔SiO2为骨架制备复合抗菌颗粒，探究CH在介孔SiO2中负载及释放行为。结果表明：所制备介孔SiO2分散性较好，平均孔径为3.2 nm，适于作药物载体；负载的CH表现出一定的缓释效果，在酸性和中性条件下的1 h累积释放率分别为26.63%和15.74%，满足伤口初期的抗菌需求。使用经典药物释放模型进行释药数据拟合，发现载药颗粒的释放过程更符合Ritger-Peppas模型。
关键词：介孔二氧化硅;盐酸环丙沙星;抗菌;缓释;医用敷料
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基于水刺工艺的敷料用非织造布的透湿性能
邓晓明，高晶，韩冬，王璐
摘要：为定量分析常规无纺布材料用作敷料功能层时的透湿性大小,以相同参数的黏胶纤维和涤纶纤维为原料,采用水刺工艺制备医用敷料,测试分析不同面密度、铺网角度和水刺压力下敷料基布的孔隙结构,并测试样品的透湿量。结果表明:孔隙结构和材料亲疏水性对透湿性有较大影响;黏胶和涤纶非织造布的透湿量范围分别为9300～11000 g/(m2·24 h)和8 ～9700 g/(m2·24 h),基本满足敷料适宜透湿性的要求。
关键词：水刺非织造敷料;工艺参数;孔隙结构;亲疏水性;透湿性能
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层层组装法改善丝素人工血管材料生物相容性
余劭婷，吴雨芬，于成龙，李超婧，关国平，王璐
摘要：为改善丝素纤维人工血管材料(SFF)的生物相容性，拓展其在小口径人工血管领域的应用，采用层层组装法(LbL)在SFF表面构建再生丝素蛋白(RSF)和壳聚糖(CHI)多层膜，表征组装前后材料的元素组成和亲疏水性以及组装膜形貌、厚度和粗糙度，并进行生物相容性评价。结果表明：通过LbL法可在SFF表面成功构建(RSF/CHI)n多层膜；组装(RSF/CHI)8的SFF在1、3、5 d的细胞增殖率分别为未组装SFF的1.64、2.82和4.45倍；组装(RSF/CHI)8的SFF的溶血率约为未组装试样的1/3。生物相容性试验表明，组装(RSF/CHI)8的SFF的体外细胞和血液相容性均得到显著改善。
关键词：层层组装;丝素纤维;人工血管;细胞相容性;溶血率
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