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支架在组织工程领域占据重要地位,其在细胞的生长过程中提供结构支撑和生长空间。目前,支架的应用受其生物相容性和力学性能的影响。本课题中以壳聚糖(CS)和氧化石墨烯(GO)为基材,分别应用定向冷冻和静电纺丝技术制备了三维定向多孔泡沫支架、二维纤维膜支架,研究了支架结构及形貌、力学性能、结构稳定性、生物矿化性能、降解性能、支架表面的细胞粘附和生长铺展状况。本课题的主要工作如下:1.使用改良的Hummers法制备了 GO。通过定向冷冻的方法制备了具有定向多孔结构的CS/GO复合支架材料,仿生成熟的骨组织的主要部分板层骨的有序结构,用于引导小鼠胚胎成骨细胞前体细胞MC3T3-E1细胞定向排列生长。通过扫描电镜(SEM)观察支架的形貌并研究了壳聚糖分子量、GO含量、固含量几个变量对支架形貌的影响。采用调节固含量的方法,可以调控孔通道宽度从7.5 μm变化到40 μm。CS与GO复合并化学交联后,在孔通道的方向上,支架材料被压缩50%时的强度从60 kPa提升到140 kPa。通过MC3T3-E1细胞培养实验并结合SEM和荧光显微镜分析,结果显示GO明显促进了细胞在支架表面的附着贴附和繁殖,定向孔结构促使细胞沿着孔通道方向定向排列。同时支架有良好的亲水性和重复压缩后的结构稳定性。除此之外,对支架进行了矿化实验和体外降解实验,实验结果表明GO能促进羟基磷灰石在支架表面以及内部的矿化,加入GO后,一定程度上减缓了支架的降解速率。2.应用静电纺丝的方法制备了二维CS/PVA/GO复合纤维膜支架。GO的添加使纤维的直径显著降低,纤维的平均直径从700 nm减小到300 nm。纤维膜的拉伸强度从2.3 MPa增大到6.8 MPa,断裂伸长率由20%变化到35%。在模拟体液(10倍SBF)的矿化条件下,GO显示出促进纤维膜矿化的能力。同时,MC3T3-E1细胞培养实验结果表明,GO对细胞在二维纤维膜表面的粘附和生长具有促进作用。