全水解和部分水解PVA合成的聚氨酯支架在骨组织工程中的比较评估

《Reactive and Functional Polymers》:Comparative evaluation of polyurethane scaffolds synthesized from fully and partially hydrolyzed PVA for bone tissue engineering

【字体: 时间:2025年11月20日 来源:Reactive and Functional Polymers 4.5

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  本研究采用完全水解(PVA-FH)和部分水解(PVA-PH)的聚乙烯醇合成两种聚氨酯支架,探究羟基丁酸交联对材料理化性质、热稳定性及生物性能的影响。结果表明PVA-FH支架吸水率和降解速率更高,但矿化能力较弱;PVA-PH支架热稳定性更优且矿化率显著提升。两者均非细胞毒性,经胶原涂层处理后细胞粘附效果明显改善,为骨组织工程支架开发提供理论依据。

  
奥里亚娜·佩尔纳(Oriana Perna)|伊内斯·阿尔瓦雷斯·埃查苏(Inés Alvarez Echazú)|卢尔德斯·洛佩斯(Lurdes López)|克劳迪奥·哈维尔·佩雷斯(Claudio Javier Perez)|玛丽亚·维多利亚·图托洛蒙多(María Victoria Tuttolomondo)|吉塞拉·阿尔瓦雷斯(Gisela Alvarez)
阿根廷布宜诺斯艾利斯大学药学与生物化学学院,仪器分析化学系,布宜诺斯艾利斯

摘要

本研究使用完全水解的聚乙烯醇(PVA-FH)和部分水解的聚乙烯醇(PVA-PH)作为前体,六亚甲基二异氰酸酯(HDI)作为交联剂,合成了两种聚氨酯支架。系统评估了聚合物水解程度对所得材料物理化学性质、热性能、形态特征和生物特性的影响。傅里叶变换红外光谱(FTIR)证实了聚氨酯键的形成;由于羟基含量较高,基于PVA-FH的支架表现出更高的交联程度。然而,热重分析显示PVA-PH-PU支架具有更好的热稳定性,这归因于更有效的微相分离和受限的链运动性。膨胀和降解实验表明,PVA-FH-PU支架吸水更多且降解更快,而PVA-PH-PU支架在时间推移中保持了更好的结构完整性,并表现出更高的矿化程度。通过体积密度和汞侵入孔隙率法测得的孔隙率均相似,介于30%至40%之间。这两种材料均无细胞毒性(通过间接接触实验验证),但初始细胞附着能力较弱。胶原蛋白涂层显著增强了细胞粘附性,尤其是对于PVA-FH-PU支架,使其成为骨组织工程应用的理想候选材料。
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