聚乙烯醇纺丝纤维编织在组织工程前交叉韧带支架材料中的应用
聚乙烯醇纤维增强混凝土的性能分析及其应用
聚乙烯醇纤维增强混凝土的性能分析及其应用混凝土是重要的建筑材料，具有可模塑性、可延展性和压缩强度等优点。
然而，混凝土在拉伸和弯曲方向上的强度和韧性相对较差，容易出现裂缝和破损。
为了解决这些问题，研究人员开始探索添加纤维增强混凝土，其中聚乙烯醇纤维是一种广泛应用的材料。
本文将对聚乙烯醇纤维增强混凝土的性能进行分析，并探讨其在实际应用中的优缺点。
一、聚乙烯醇纤维增强混凝土的性能1.1 强度提高添加聚乙烯醇纤维可以显著提高混凝土的拉伸和弯曲强度。
由于混凝土中存在局部弱点和微裂缝，聚乙烯醇纤维在其上形成网状结构，从而增强混凝土的整体强度。
1.2 抗裂性能混凝土中出现裂缝主要是由于局部受到外力或内部温度变化所致。
添加聚乙烯醇纤维可以抑制混凝土内部的裂缝扩展，从而提高其抗裂性能。
1.3 韧性提高韧性是指材料在断裂前能够吸收的能量，是评价材料抗震性能的重要指标。
添加聚乙烯醇纤维可以提高混凝土的韧性，使其在发生外力作用时能够更好地承受一定的塑性变形，从而减轻了建筑物的震害程度。
1.4 降低收缩和渗透性混凝土中存在缩短、干缩和水泥胶体收缩等问题，这些问题容易导致混凝土的开裂和渗透。
添加聚乙烯醇纤维可以有效地减少混凝土收缩系数，从而减缓混凝土的变形和裂缝发生率。
二、聚乙烯醇纤维增强混凝土的应用2.1 地下水利工程地下水利工程施工亦常常会用到混凝土，而地下水中的水分会使混凝土吸水而导致渗漏。
添加聚乙烯醇纤维增强混凝土可以有效地改善其渗透性能，防止发生渗漏问题。
2.2 道路建设混凝土在道路建设中被广泛应用，而道路工程面临的气候和外力作用较大，需要具备较好的抗裂性能和韧性。
添加聚乙烯醇纤维可以增强混凝土的整体强度和韧性，从而提高其使用寿命和抗疲劳性能。
2.3 防护工程在一些防护工程中，如滨海公路、水利等重要建筑，在海水波浪冲刷、水蚀侵蚀等情况下，聚乙烯醇纤维增强混凝土可以减轻外力对建筑物的破坏程度，增强抵御自然侵蚀和环境变迁的能力。
静电纺丝技术制备海藻酸凝胶支架及其在组织工程中的应用研究
静电纺丝技术制备海藻酸凝胶支架及其在组织工程中的应用研究随着生命科学和医学的不断发展，组织工程已成为一门有趣且备受关注的领域。
组织工程是一种将细胞、生物反应器和生物材料结合起来，以培养新组织和器官的技术和方法。
制备纳米级别的生物材料已经成为组织工程和再生医学领域的需求，同时也是可持续发展的一个重要方面。
静电纺丝技术是一种制备纳米级别生物材料的有力方法，目前已被广泛应用于组织工程领域中。
最近的研究成果表明，利用静电纺丝技术制备的海藻酸凝胶支架，可以作为一种优秀的生物材料，进一步提高组织工程的效率和可持续性，也为再生医学的发展提供了新的思路。
一、静电纺丝技术静电纺丝技术是一种利用静电特性将高分子材料纺丝成纳米纤维的方法。
在静电纺丝技术中，首先将高分子溶液制备处理好，然后将溶液注入由一对高电压电极构成的纺丝装置中。
在高电压电极的作用下，高分子溶液变成极细的纤维，形成纳米纤维布。
静电纺丝技术具有操作简单、程序控制、设备成本低等优点，并且可以制备出纤维直径在100 nm以下的纳米级别材料。
静电纺丝技术的制备条件，如高电压、喷嘴尺寸、高分子流量、架桥距离和溶液浓度等，都对纤维的形态、尺寸、密度和结构等特性产生影响。
通过调节这些制备参数，可以制备出不同特性的纤维，具有良好的灵活性和可塑性。
二、海藻酸凝胶海藻酸凝胶是从褐色海藻中提取的天然高分子化合物。
它具有生物相容性、抗炎性、抗菌性等生物学特性，已广泛应用于药物输送、医用包装、植入物修复、组织工程等领域中。
海藻酸凝胶是由多种异构体聚合而成，通过酸碱转化可以使分子骨架上的羟基和酸基发生离子化反应而凝胶化，而这种凝胶化特性对于生物材料开发有重要的应用意义。
为了制备更具应用前景的生物材料，研究人员开始探索将静电纺丝技术与海藻酸的特性结合起来，以制备具有纳米级别纤维材料和3D支架结构的海藻酸凝胶。
三、海藻酸凝胶支架的制备利用静电纺丝技术可以制备出具有纤维直径在100 nm以下的纳米级别材料，而将这些纳米纤维材料进一步堆叠和交织就能制备出更为复杂的各向异性材料和3D支架结构。
聚乙烯醇(PVA)新纤维研究与应用进展
聚乙烯醇（PVA）新纤维研究与应用进展赵兴 张兴祥* 张华天津工业大学功能纤维研究所， 天津（300160）摘要：回顾了PVA纤维的发展，综述了高强高模聚乙烯醇纤维、水溶性聚乙烯醇纤维、阻燃聚乙烯醇纤维、疏水性聚乙烯醇纤维等的制备方法和主要性能用途，并对聚乙烯醇纤维的发展做了展望。
关键词:高强高模 水溶性 阻燃 性能 应用1.引言我国早在50年代就有一些科研单位从事PVA和维纶的研究和开发工作，经过近半个世纪的发展，各相关企业不断采用新技术、新工艺，引进国外先进装置和改扩建，使我国PVA 及其纤维工业在产量、质量、科研、品种开发和用途开拓、节能降耗等方面都取得了很大的进展。
但在科研、品种开发和用途开拓等方面和国际先进水平还有不少差距。
聚乙烯醇（PVA）纤维的最初应用在于其性能与棉花相似，其强度、耐磨、耐晒、耐腐蚀性比棉花好，比重比棉花轻，吸湿率接近棉花。
当年，日本、朝鲜、中国等大力发展PVA 纤维的主要目的都是以解决人民的衣着问题为主[1，2]。
但是，随着使用性能更加优良的涤纶、锦纶和腈纶的崛起和后来居上，由于存在抗皱性差、尺寸不稳定、染色性差等缺点，使其在服用领域的应用受到限制。
目前，经过改性和新工艺生产的聚乙烯醇纤维越来越受到重视。
科研人员成功研制出了阻燃聚乙烯醇纤维、高强高模聚乙烯醇纤维、水溶性聚乙烯醇纤维等一批高性能的纤维新品种。
这大大提升了聚乙烯醇纤维在增强、渔业、包装等领域的使用性能并开辟了在医学及离子交换吸附等方面的应用。
聚乙烯醇纤维有了良好的发展前景。
2.高强高模聚乙烯醇纤维PVA是有潜力制得超高强纤维的柔性链聚合物之一，与根据PVA大分子主链键能理论的计算值相比，目前商品PVA纤维的最高强度仅为理论强度的10％，最高模量为理论极限值的30％[3]。
因此，寻找方法开发研究高强高模PVA纤维是可行的。
纤维断裂的微观机理，一般有分子链滑移和分子链断裂两种说法，其共同点是假设纤维中的分子链是沿纤维轴平行取向排列，应力在纤维横截面上均匀分布的。
聚乙烯醇编织构建组织工程前交叉韧带的初步研究
聚乙烯醇编织构建组织工程前交叉韧带的初步研究白利明，陈鸿辉，邹海燕，叶春婷，沈雁，戴丽冰，梁佩红【摘要】目的］探讨聚乙烯醇体外编织构建组织工程前交叉韧带支架材料的可行性。
［方式］用聚乙烯醇纺丝纤维编织构建韧带支架材料，在电子拉力机上测试该支架材料的力学性质；用组织块和胶原酶消化培育法在体外分离培育人前交叉韧带细胞并对细胞的生长形态和分泌胶原蛋白的特点进行检测，细胞经体外扩增后种植于编织构建的聚乙烯醇韧带支架材料上观看。
［结果］韧带支架材料的柔韧性强，拉力测试的负荷—拉伸曲线与韧带的拉伸曲线相似，其最大负荷、极限应力和弹性模量别离为N、MPa和MPa；体外分离培育的人前交叉韧带细胞呈典型的成纤维细胞特点，能在体外分泌Ⅰ、Ⅲ型胶原等细胞外基质；支架材料无细胞毒性，人前交叉韧带细胞可在支架材料上黏附、生长并分泌细胞外基质。
［结论］支架材料具有必然的力学性能和优良的生物相容性，有望成为一种组织工程前交叉韧带支架材料。
【关键词】聚乙烯醇；支架；编织材料；前交叉韧带；组织工程前交叉韧带(anterior cruciate ligament，ACL)断裂是最多见的膝关节损伤之一。
ACL断裂无法自愈，用自体或异体移植物重建ACL 是目前经常使用的医治方式［1］。
自体移植物来源有限且多有供区部位并发症；异体移植物也受来源限制，且有传播疾病和产生免疫排异的风险；人工韧带材料重建ACL的远期疗效还有争议。
组织工程技术的进展和应用为ACL重建提供了新的思路和方式。
本文拟用聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)编织构建韧带支架材料，经检测其性能，为临床上重建ACL提供新材料。
1 材料与方式要紧试剂与仪器Ⅰ型胶原酶(Gibco,USA)，高糖型DMEM培育基(Gibco,USA)，Ⅰ、Ⅲ型胶原单克隆兔抗鼠抗体、羊抗鼠IgG、SABC免疫组化试剂盒(武汉博士德生物公司)，PVA纺丝纤维(委托上海东华大学材料科学与工程学院制作)，60Co辐照消毒(广州辐照技术研究中心协助)，电子拉力测试机(Hounsfield H25KS S,UK)，激光共聚焦显微镜(ZEISS LSM510 META，Siemens,Germany)，扫描电子显微镜(PHILIPS ESEM30)。
德国发明人造眼 让失明者重见光明5年内推向市场
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宿迁聚乙烯醇的用途
宿迁聚乙烯醇的用途宿迁聚乙烯醇（Polyvinyl Alcohol，PVA）是一种非离子型的高分子化合物，具有良好的溶解性、粘附性和成膜性，被广泛应用于各个领域。
以下是宿迁聚乙烯醇的几个主要用途：1. 纺织业：宿迁聚乙烯醇是一种重要的纺织助剂，可用于纤维增强材料如纤维素纺丝的助剂，以提高纤维的强度和稳定性。
此外，它还可以用作纱线的润湿剂，改善染料和助剂的渗透性，增加纺织品的染色性能。
另外，在纺织品印花过程中，它作为粘合剂可以提高印花品质和色牢度。
2. 粘合剂：宿迁聚乙烯醇溶液具有很高的粘附性，可以广泛应用于包装、造纸、木材、纸浆制造和家具制造等行业。
比如，在纸张制造过程中，宿迁聚乙烯醇作为内妆胶涂布在纤维上形成连续薄膜，提高纸张的强度和平滑性；在家具制造过程中，它可以用作彩色胶水，用于木材的粘接。
3. 纸浆和涂料：宿迁聚乙烯醇可以用于纸浆的表面修饰，以提高纸张的光泽和光滑度，也可以作为纸浆内部纤维的保水剂，增加纸张的强度和耐久性。
此外，它还可以用于水性涂料的润湿剂和增稠剂，改善涂料的涂覆效果。
4. 医药和化妆品：宿迁聚乙烯醇在医药领域应用广泛，可以用作医疗敷料和外科缝合线的涂覆材料，通过形成湿膜提供保湿和防止细菌感染。
同时，它还可以用于药物控释系统的制备，通过控制药物的释放速率实现药物的长效疗效。
在化妆品方面，它可以用作凝胶剂、乳化剂和稳定剂，增加化妆品的黏稠度和稳定性。
5. 食品工业：宿迁聚乙烯醇可以用作食品包装材料的涂膜剂，提高包装材料的抗湿性和保鲜性。
它还可以作为食品的成膜剂和增稠剂，改善食品的质感和口感。
此外，它还可以用作食品添加剂，增加食品的稳定性和保鲜性。
总结起来，宿迁聚乙烯醇在纺织、粘合、纸浆和涂料、医药和化妆品、食品等领域有着广泛的应用。
它的优良性能使得它成为一种多功能且具有广大市场潜力的高分子化合物。
组织工程中的种子细胞和支架材料
组织工程中的种子细胞和支架材料组织工程是一种利用生物学、生物化学和工程学知识，在体内或体外制造人工组织或器官，以替代或修复受损组织或器官的方法。
在组织工程中，种子细胞和支架材料是两个关键要素。
种子细胞是构成人体组织的基本细胞，而支架材料则是制造人工组织的载体。
种子细胞是组织工程中最关键的要素。
种子细胞的来源非常广泛，既可以从体内获得，也可以从体外培养。
目前常用的种子细胞有间充质干细胞、胚胎干细胞、成体干细胞和多能干细胞等。
其中，间充质干细胞来源广泛，成本低廉，维持稳定性好，是目前组织工程中最为常用的种子细胞之一。
在组织工程中，种子细胞需要基于自己的特性与生存环境建立自然的联系。
此外，对种子细胞的培养、分化、传代以及植入对象等环节也需要特别注意。
在这些环节中，需要严格控制细胞密度、培养基的成分和种子细胞分化等参数，以避免种子细胞的死亡、分化和瘤形成等问题。
支架材料也是组织工程中不可或缺的重要要素。
支架材料的选择非常关键，它需要具备以下特点：生物相容性良好、可降解性、机械强度适中、支持细胞附着和生长等性能。
目前，支架材料主要有天然材料和人工合成材料两种。
天然材料包括胶原蛋白、凝胶素、海藻酸盐、蛋白多肽等，而人工合成材料包括聚乳酸、聚己内酯、聚乙烯醇等。
除种子细胞和支架材料外，组织工程中还需要考虑多种其他要素。
首先是环境因素，如细胞培养和生长培养基的成分、营养水平、氧气含量等因素都会对种子细胞的生长和分化产生影响。
其次是植入物的体内环境，植入前需要进行充分的生物学和生物工程评估，以为后续治疗提供科学依据。
总之，种子细胞和支架材料是组织工程中最为核心的两个要素。
它们的选择和优化对组织工程的成功与否至关重要。
此外，还需要考虑其他多种因素，将各种要素结合起来，才能够实现组织工程的良好效果，为人类健康事业做出重要贡献。
pNSR32静电纺丝材料作为肌腱组织工程支架的研究的开题报告
PCL/PVA/pNSR32静电纺丝材料作为肌腱组织工程支架的研究的开题报告1.研究背景近年来，肌腱组织损伤已成为一种常见的运动损伤，例如篮球、足球、网球等运动中常见的跟腱撕裂、肩袖损伤等都属于肌腱结构的损伤。
以往的治疗方法主要是手术修复或接受保守疗法，但这些方法仍然无法改善肌腱的力学性能或促进肌腱再生。
因此，开发一种高效、低成本的肌腱组织工程支架材料已成为当前研究的热点之一。
2.研究目的本研究旨在探究PCL/PVA/pNSR32静电纺丝材料在肌腱组织工程中的应用潜力，通过实验研究肌腱细胞在PCL/PVA/pNSR32支架上的生长和分化情况，探讨该材料在肌腱工程中的应用前景。
3.研究内容和方法3.1研究内容（1）制备PCL/PVA/pNSR32静电纺丝支架，并对支架的物理化学性质进行测试分析。
（2）体外培养肌腱细胞，并将其接种于PCL/PVA/pNSR32支架上，通过细胞材料相互作用分析生长和分化情况。
（3）利用细胞形态学、免疫荧光、基因表达以及蛋白质组学等技术手段对培养的肌腱细胞在PCL/PVA/pNSR32支架上的分化状态进行分析。
3.2研究方法（1）静电纺丝制备PCL/PVA/pNSR32支架采用静电纺丝法制备PCL/PVA/pNSR32支架，通过改变电流、电压和转速等参数调节支架纤维的直径和形态，以达到最佳的支架物理化学性质。
（2）体外培养肌腱细胞从小鼠肌腱中分离获得肌腱细胞，采用细胞形态学方法鉴定细胞的纯度、活性和增殖率等生物学特征。
将肌腱细胞接种于PCL/PVA/pNSR32支架表面，培养一段时间后，通过荧光显微镜观察细胞在支架表面的生长情况。
（3）分析细胞分化状态用免疫荧光分析技术和分子生物学技术检测肌腱细胞的分化状态，包括基因表达、蛋白质组学等方法。
通过分析肌腱细胞在PCL/PVA/pNSR32支架上的形态和分化情况，评价该材料的应用前景。
4.研究意义肌腱组织工程支架是目前肌腱组织损伤治疗领域的热点问题。
3D打印聚乙烯醇-纳米芳纶纤维仿生软骨支架及其性能研究
3D打印聚乙烯醇-纳米芳纶纤维仿生软骨支架及其性能研究3D打印聚乙烯醇/纳米芳纶纤维仿生软骨支架及其性能研究引言软骨是人体重要的结缔组织之一，其在维护关节功能、吸收压力和保护骨骼方面起着重要作用。
然而，软骨损伤和退化是常见的临床问题，由于软骨本身的有限再生能力，传统的治疗方法往往无法有效修复软骨缺损。
因此，研究开发一种给予仿生特性的软骨支架势在必行。
材料与方法本研究中，采用3D打印技术制备了一种仿生软骨支架，该支架采用聚乙烯醇（PVA）作为基质材料，并掺入纳米芳纶纤维以增强其力学性能。
纳米芳纶纤维是一种高强度、高韧性的纤维材料，具有优秀的生物相容性和生物降解性。
在制备过程中，首先制备PVA溶液，并加入适量的纳米芳纶纤维，然后通过3D打印技术将溶液打印成支架结构。
最后，将打印好的支架在75℃下进行冷冻干燥处理，以消除残余水分和增强支架的力学性能。
结果与讨论通过扫描电子显微镜观察支架的微观形貌，发现纳米芳纶纤维均匀分散在PVA基质中，并与PVA形成有效的界面结合。
力学性能测试结果显示，纳米芳纶纤维的添加可以显著提高支架的抗压强度和抗弯刚度，使其更接近于人体软骨的力学特性。
进一步的生物相容性测试结果表明，制备的聚乙烯醇/纳米芳纶纤维仿生软骨支架对人体细胞具有无毒、无刺激性的性质，并能够促进细胞的附着和增殖。
这些结果为该支架在软骨组织工程方面的应用奠定了基础。
结论本研究成功地制备了一种3D打印的聚乙烯醇/纳米芳纶纤维仿生软骨支架，并对其性能进行了研究。
实验结果表明，通过掺入纳米芳纶纤维，支架的力学性能得到了显著的提升，并具备良好的生物相容性。
这为进一步的仿生软骨组织工程研究提供了有力的支持，有望在临床上为软骨损伤的修复提供新的治疗方案。
然而，尽管该支架在实验室条件下已经取得了良好的性能，但其在体内的生物降解性、生物一致性和长期稳定性等方面仍需进一步研究。
未来的工作应当侧重于优化支架的制备工艺和结构设计，以提高其与宿主组织的相容性并进一步推动临床应用本研究成功制备了一种3D打印的聚乙烯醇/纳米芳纶纤维仿生软骨支架，并通过力学性能和生物相容性测试验证了其优良性能。
聚乙烯醇及其复合材料在组织工程支架中的应用
聚乙烯醇及其复合材料在组织工程支架中的应用聚乙烯醇(PEO)是热塑性聚合物的一种，已多年被用于制备以聚乙烯醇为基础的复合材料，并在组织工程支架中得到了广泛的应用。
聚乙烯醇复合材料在有机支架中具有良好的生物相容性和可控制性，它也可以帮助合成和凝胶化生物医学支架，以及制备多形貌支架。
在这些技术的发展过程中，聚乙烯醇复合材料的性能比单一聚乙烯醇具有明显的优势。
聚乙烯醇复合材料的优点在于它具有良好的生物相容性以及调节生长因子的可控控制性。
由于聚乙烯醇吸附具有良好的生物相容性，它能够有效帮助合成生物友好的支架材料，以及制备多形貌支架。
PEO复合材料能够有效地调节各种生长因子，例如丝氨酸激酶、转基因技术等，以及降低有害成分对细胞的毒性，并促进细胞的生长和多样性。
另外，聚乙烯醇复合材料的可控制特性使得它们可以塑造成任何形状，可以根据需求调节材料的结构和形变，从而更好地满足应用要求。
PEO复合材料在组织工程支架中也已经得到了广泛的应用，可以用于制备多种不同类型的支架材料，例如骨支架、神经支架、肌肉支架等。
聚乙烯醇复合材料易于改变其形状，柔韧性高，能够调节支架表面和内部因子，因此，可以作为一种新的支架材料，以促进组织发展和再生。
此外，聚乙烯醇复合材料在组织工程支架中的另一个有利条件是其可毁性。
PEO复合材料的可毁性使得它能够更好地与“有机-无机结构框架”类似的支架相结合，从而有效地控制其生物相容性和提高支架的稳定性。
综上所述，聚乙烯醇复合材料具有许多有利的条件，可以被用于制备组织工程支架，其强度、质量和可毁性足以满足各种支架的要求。
由于具有良好的生物相容性和可调控特性，PEO复合材料可以应用于制备多种不同类型的支架材料，为组织支架结构的发展和应用提供有力的支持。
聚乙烯醇主要用途防护服
聚乙烯醇主要用途防护服聚乙烯醇（Polyvinyl Alcohol，PVA）是一种重要的合成高分子材料，具有良好的物理性能和化学稳定性。
它被广泛用于各种领域，包括纺织、造纸、电子、医药、食品和建筑等。
其中，聚乙烯醇在防护服领域起着重要的作用。
作为一种合成纤维材料，聚乙烯醇具有许多优秀的性质，使其成为制造防护服的理想材料之一。
首先，聚乙烯醇具有很高的强度和耐磨损性，因此可以提供足够的保护，防止危险物质侵入人体。
其次，聚乙烯醇的阻隔性能良好，可以有效隔离各种有害物质和微生物，减少其对人体的伤害。
此外，聚乙烯醇还具有抗酸碱腐蚀、抗辐射和阻燃等性能，使得防护服在各种恶劣环境下都能发挥很好的防护效果。
在化学工业中，聚乙烯醇防护服常用于防护化学品、有害气体和热物理危害等。
由于聚乙烯醇具有优异的耐酸碱性能，可以有效抵御各种化学品的侵蚀。
同时，其良好的阻隔性能也可以阻止有害气体进入人体，保护工作者免受气体中毒的危害。
此外，聚乙烯醇的阻燃性能也能够在火灾中提供必要的保护，减少火灾对工作者的伤害。
在医疗领域，聚乙烯醇防护服常用于手术室和洁净室等环境中，用于保护医护人员免受污染。
聚乙烯醇的微孔结构可以有效过滤空气中的微粒和微生物，防止其对手术等操作的干扰。
此外，聚乙烯醇还具有良好的通气性，可以让皮肤正常呼吸，并提供舒适的穿着感受。
在特殊环境下，如辐射环境和极寒环境下，聚乙烯醇防护服也发挥着重要作用。
聚乙烯醇对辐射具有较好的阻挡效果，可以减少辐射对人体的伤害。
此外，由于聚乙烯醇具有较低的导热性能，它可以提供一定的保温效果，保持身体的正常温度，减少极寒环境对身体的损伤。
总的来说，聚乙烯醇作为一种优秀的高分子材料，在防护服领域发挥着重要的作用。
它具有良好的防护性能，能够有效保护工作者的安全和健康。
随着科技的进步和制造工艺的改善，聚乙烯醇防护服的性能将得到进一步提升，为工作者提供更好的防护和舒适性。
聚乙烯醇纺丝纤维编织在组织工程前交叉韧带支架材料中的应用
生物医学工程研究Journal of Bi om edical Engi neering R es earch2008,27(4):263～2673基金项目:广州市医药卫生科技项目(20062Y B 2058);广州市科技攻关项目(2006232E0371);广州市医药卫生重点项目(20062Z Di 203,20062Z Di 204);广州市中医药、中西医结合科研专项项目(2007A 16)。
△通信作者 L @6聚乙烯醇纺丝纤维编织在组织工程前交叉韧带支架材料中的应用3戴丽冰△,邹海燕,叶春婷,白利明,杨小红,沈雁,陈鸿辉,谭见容(暨南大学医学院第四附属医院,广州市红十字会医院,广州市创伤外科研究所,广州510220)摘要:探讨聚乙烯醇(PV A )纺丝纤维编织用I 型胶原胶(C O L -I )表面修饰后,构建组织工程前交叉韧带(AC L )支架材料的可行性。
用PV A 纺丝编织成条束状支架材料,用NIH -3T 3细胞株和人前交叉韧带(H AC L )细胞分别种植到P VA 和经C O L -I 修饰过的PV A 纺丝纤维编织(P VA ΠCO L )支架材料上,立体培养。
通过扫描电子显微镜对比评价材料经I 型胶原胶表面修饰前后NIH -3T3细胞株和H AC L 细胞在纺丝编织材料上细胞附增殖情况;在电子拉力机上测试P V A 纺丝纤维编织支架材料的力学性能。
结果表明:NIH -3T 3细胞株和H AC L 细胞在P VA 和P VA ΠC O L 支架材料表面和孔隙内黏附增殖并分泌细胞外基质,在P V A ΠCO L 支架材料上细胞黏附数量明显增多;C O L -I 可促进NIH -3T3细胞株分泌细胞外基质,但对H AC L 细胞作用不明显。
拉力测试该编织材料柔韧性强,最大负荷、极限应力和弹性模量分别为52.61N 、14.96Mpa 和202.08M pa 。
说明I 型胶原可促进NIH -3T3细胞株和H AC L 细胞在聚乙烯醇纺丝纤维编织支架材料表面和孔隙内黏附、增殖,可促进NIH -3T3细胞株分泌细胞外基质。
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生物医学工程研究Journal of Bi omedical Engineering Research2008,27(4):263~267*基金项目:广州市医药卫生科技项目(2006-YB -058);广州市科技攻关项目(200623-E0371);广州市医药卫生重点项目(2006-ZD-i 03,2006-ZD-i 04);广州市中医药、中西医结合科研专项项目(2007A16)。
v 通信作者 E mail:Libingdai@聚乙烯醇纺丝纤维编织在组织工程前交叉韧带支架材料中的应用*戴丽冰v,邹海燕,叶春婷,白利明,杨小红,沈雁,陈鸿辉,谭见容(暨南大学医学院第四附属医院,广州市红十字会医院,广州市创伤外科研究所,广州510220)摘要:探讨聚乙烯醇(PVA)纺丝纤维编织用I 型胶原胶(C OL-I)表面修饰后,构建组织工程前交叉韧带(AC L)支架材料的可行性。
用PVA 纺丝编织成条束状支架材料,用NI H -3T3细胞株和人前交叉韧带(HACL)细胞分别种植到PVA 和经C OL-I 修饰过的PVA 纺丝纤维编织(PVA P COL)支架材料上,立体培养。
通过扫描电子显微镜对比评价材料经I 型胶原胶表面修饰前后NI H -3T3细胞株和HAC L 细胞在纺丝编织材料上细胞附增殖情况;在电子拉力机上测试PVA 纺丝纤维编织支架材料的力学性能。
结果表明:NIH-3T3细胞株和HACL 细胞在PVA 和PVA P COL 支架材料表面和孔隙内黏附增殖并分泌细胞外基质,在PVA P COL 支架材料上细胞黏附数量明显增多;COL-I 可促进NI H-3T3细胞株分泌细胞外基质,但对HAC L 细胞作用不明显。
拉力测试该编织材料柔韧性强,最大负荷、极限应力和弹性模量分别为52.61N 、14.96Mpa 和202.08Mpa 。
说明I 型胶原可促进NIH-3T3细胞株和HAC L 细胞在聚乙烯醇纺丝纤维编织支架材料表面和孔隙内黏附、增殖,可促进NI H-3T3细胞株分泌细胞外基质。
聚乙烯醇纺丝纤维编织材料具有一定的力学性能和细胞相容性,有望成为一种组织工程前交叉韧带支架材料。
关键词:聚乙烯醇;纺丝编织;I 型胶原;前交叉韧带;组织工程中图分类号:R318 文献标识码:A 文章编号:1672-6278(2008)04-0263-05Study on the Application of PVA Scalffold Modified by COL -Ito Construct Anterior Cruciate Ligament Tissue EngineeringDAI Libing ,ZOU Haiyan ,Y E Chunting ,BAI Liming ,YANG Xiaohong ,SHEN Yan ,CHEN Honhui ,TAN Jianrong(The Fourth Affiliated Hospital of Medical college ,Jinan Unive r sity ,Guangzhou Red C r oss Hospital ;Guan gzhou Institute of Traumatic Su rgery ,Guangzhou 510220,China )Abstract :To investigate the application feasibility of PVA scaffold modified by COL -I to construct anterior cruciate ligament tissue engineeri ng.Braide s tripe scaffold with PVA spinning collagen waving.NIH-3T3cell li ne and human anterior cruciate ligament cells(HACL)were cultured and expanded in vi tro and they were seeded into the scaffold which was braided with PVA,and PVA was modified by COL -I (PVA P C OL).The growth situation of seeded cells in to the scaffold was observed under the scanning electron microscope(SE M ),the mechanical properties of the scaffold was tested wi th the electronic tensioner.Results showed that the porous structure of the scaffold facilitated the attachmen t and proliferation of NIH-3T3cell line an HACL cells,and extracellular matrix was secreted.Cells adhered and spreaded better on the PVA P COL scaffold than on the PVA materials.C OL-I could promote NIH-3T3cell line to secrete extracellular matrix ,but no obvious effect on HAC L was found.Pull tests showed that the flex i bility of the material was strong,the peak load was 52.61N,the ultimate stress andelastic modulus was14.96Mpa and202.08Mpa respectively.C OL-I could promote the attachment and proliferation of NIH-3T3cell line and HACL cells,it also can promote NIH-3T3cell line to secrete extracellular matri x,the scaffold braided wi th PVA P COL provide with good mechanical properties and biocompatibility,it is hopeful to become a useful scaffold in anterior cruciate li gament ti ssue engineering.Key words:Polyvinyl alcohol;Spinning braiding;T ype I collagen;Anterior cruciate ligament;Tissue engineering1引言前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)的断裂一般难以自愈,目前主要的治疗方法是自体或异体移植物和人工合成材料进行ACL重建。
自身供体存在来源有限、供区并发症等问题。
异体移植存在免疫排斥和疾病传播的风险且也受存在来源限制。
无活性的各种人工合成替代材料重建AC L远期疗效还存在争议,限制了其临床应用。
组织工程技术的发展和应用为ACL重建提供了新的思路和途径。
I型胶原蛋白是一种具备生物活性的大分子物质,是细胞外间质的主要成分。
它与细胞的增生、分化以及眼球的润滑、折光率等有着密切的关系,对伤口愈合、血液凝固起着重要的作用。
胶原分子结构的不对称性和大量亲水基团的存在,使之具有高度的黏附性和亲水性。
在细胞迁移时能起支持和润滑作用,还可诱导产生趋化因子如血小板生长因子和纤连蛋白等,从而对细胞的生长有趋化作用[1]。
此外,胶原蛋白体内应用不仅具有良好的生物活性、生物相容性、可降解性,还具有药物缓释的功能。
因此,胶原蛋白作为一种安全的医用生物材料已广泛用于科研和临床,美国食品药物管理局(FDA)已批准其作为人工皮肤的材料[2-3]。
本实验拟用聚乙烯醇(polyviny alcohol,PVA)纺丝纤维编织构建韧带支架材料,并用I型胶原胶进行表面修饰,观察胶原胶是否能促进NI H-3T3细胞株、人AC L细胞(Human AC L,HACL细胞)在编织材料上黏附增殖,并对其力学性能进行测试。
2材料和方法2.1材料I型胶原蛋白胶为广州市创伤外科研究所研制的胶原胶制剂。
(取大鼠尾筋腱用酸溶解法提取I 型胶原[4],胶原提取液透析纯化为胶原胶,经双缩脲试验、凯氏定氮试验、氨基酸成分分析、SDS-P AGE 电泳、羟脯氨酸含量、紫外光谱最大吸收峰max T 226nm、奥氏黏度计比黏度试验G=50?10、pH=5.5 ?0.1、蛋白浓度(3?0.2)g P L,证明确属I型胶原蛋白。
胶原蛋白的商业性提取方法已获得美国专利登记NO.2979438.1961)。
2.2主要试剂和仪器高糖DMEM培养基(Dulbecco c s modified Eagles medium)Gibco(USA);胎牛血清(杭州四季青生物工程材料有限公司);25c m2细胞培养瓶(Corning, USA);6孔细胞培养板(Corning,USA);NIH-3T3细胞株,PVA纺丝纤维(上海东华大学材料科学与工程学院);0.2-200L L微量加样器(Nipar,Japan);光学显微镜(ECLIPSE E400,Nikon Japan);倒置显微镜(I MP-2OLMP US,Japan);自动平衡离心机(LDZ4-0.8,北京离心机厂);高速冷冻离心机(SORVALL RC 5C,USA);CO2培养箱(SHELLAB2323,USA);超净工作台(苏州苏净集团安泰公司);电子拉力测试机(Hounsfield H25KS-S,UK);扫描电子显微镜(PHILIPS ESE M-30);60C o放射源(广州辐照技术研究中心)。
2.3实验方法2.3.1支架材料的制作和分组用PV A纺丝经过手工编织形成有孔、无色透明、质地较柔软、具有一定韧性和弹性的条束状支架材料。
修剪成21mm@2.4 m m@1.4mm大小的韧带支架材料若干条。
分别经0.1mol P L稀盐酸(HCL))蒸馏水)0.1mol P L氢氧化钠(NaoH))蒸馏水超声洗涤,以彻底清除在纺丝和编织过程中黏附在纤维表面和孔隙内的杂质和污物。