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3D支架之碳纳米管支架介绍,快来收藏!


  3D支架之碳纳米管支架由感染、先天畸形、外伤、肿瘤等原因引起的骨缺损在临床上十分常见,治疗难度较大,如何促进骨缺损的快速愈合,一直是骨科领域亟待解决的医学难题。传统的治疗方法包括自体骨移植、同种异体骨移植和人工骨材料替代,但自体骨移植来源有限,会给患者带来创伤,同种异体骨移植易发生免疫排斥反应,人工骨材料存在成骨性能不确定的缺陷。

3D支架

  3D支架之碳纳米管具有良好的机械性能和导电性,作为应用较广泛的纳米材料之一,它们在医学领域也显示出广阔的应用前景。利用粒子成孔法、热致相分离(冷冻干燥法)、微球聚集法、静电纺丝和三维打印,碳纳米管可以与无机材料、天然可降解高分子材料、合成可降解高分子材料等复合。可构建复合骨组织工程支架。不同材料的组合克服了单一材料的缺点,可以制备出更符合骨组织自然结构、具有良好生物相容性、骨传导性和骨诱导性的骨组织工程支架,随着碳纳米管表面化学和毒理学研究的深入,具有良好生物相容性、一定可降解性或安 全降解产物的‘人类友好型’碳纳米管的诞生值得期待。


  一种含有碳纳米管的细胞支架及其制备方法,3D支架之碳纳米管通过将PLGA与碳纳米管以一定比例混合,改善了碳纳米管的团聚。通过静电纺丝技术将含有碳纳米管的PLGA溶液制成微纳三维细胞支架。与纯PLGA支架相比,含碳纳米管的PLGA支架的力学性能和亲水性得到显著提高。细胞实验表明,含碳纳米管材料上的细胞粘附性好,生长旺盛,而纯PLGA支架上的细胞容易脱落,不能保持正常形状。因此,含碳纳米管的PLGA细胞支架在组织工程领域,尤其是神经组织、心脏组织和骨组织工程支架中具有广阔的应用前景。


  由于3D支架之碳纳米管良好的力学性能和骨传导性,3D支架之碳纳米管支架与上述几种材料相结合,在制备骨组织工程复合支架方面 具有良好的应用前景。但在应用中仍存在许多问题:首先,碳纳米管的潜在毒性是影响其在骨组织工程中应用的主要因素;其次,碳纳米管的种类很多,不同的壁、长度、直径、比表面积和表面修饰都会影响其性能。再次,碳纳米管的分散性限制了其应用,如何提高其分散性也是作为骨组织工程支架材料亟待解决的问题。为了解决这些问题,需要进一步研究碳纳米管复合支架的生物相容性和生物安 全性。目前已有报道,碳纳米管在体内外的毒副作用主要是由制备过程中带入的金属催化剂引起的。人们试图通过纯化碳纳米管来降低毒性。也有很多研究者在研究和比较不同类型的碳纳米管的性质及其与细胞组织的相容性,可以为今后在骨组织工程支架的应用中选择合适的碳纳米管类型提供参考,针对碳纳米管的分散性和生物相容性,研究者主要集中在通过共价修饰或非共价修饰来提高碳纳米管的分散性和生物相容性,此外,支架的表面改性采用具有良好生物相容性的天然高分子,如胶原蛋白、丝素蛋白、壳聚糖等,能提高碳纳米管在体内的降解性,使降解产物无其他坏作用。