聚ε-己内酯(poly(ε-caprolactone),PCL)是一种广泛应用于生物医学领域的半结晶可生物降解聚合物。在常温和体温下,PCL呈现橡胶态,具备优良的柔韧性、机械性能以及加工便利性,使其与其他常用的可生物降解材料如聚乳酸(PLA)和聚乙醇酸(PGA)显著不同。PCL在制造纳米纤维支架方面具有广泛的应用潜力,可以用于各种组织工程支架。其热塑性塑料特性让PCL在37°C时展现出半结晶的橡胶态,赋予其优异的柔韧性和弹性记忆,占据了医用导管和软硬组织修复材料中的重要地位。
未改性的PCL在2-3年内可完全降解,这使得其适用于与心肌较好整合且能够减小瘢痕的细胞载药贴片。同时,PCL表现出低免疫原性和优良的生物相容性。尽管PCL在促进血管组织再生方面展现出巨大潜力,但其降解速率明显低于其他生物聚合物,常需要2-4年。除此之外,其低生物活性和疏水性还导致细胞活动降低,不利于细胞粘附和增殖。因此,为克服这些局限,研究者们采用了表面修饰、微结构设计及共混或共聚策略,以提高PCL的亲水性、机械性能与生物性能,进而推动细胞的粘附和生长。
在组织工程的背景下,成功的人造组织支架不仅要支持细胞的生长,还需要具备合适的机械与生物功能。例如,波士顿大学的研究团队通过表面改性技术,在PCL支架上附着有光反应性丙烯酸酯,制备了具备微米级凹槽微结构的PCL支架,以诱导VSMC细胞的定向生长。这种3D组织模拟大大方便了针对细胞取向对血管功能及机械性能影响的系统评估。
德国慕尼黑工业大学的研究中,针对传统支架的血管化和灌注不足的缺陷,利用计算机辅助设计(CAD)与熔融沉积建模(FDM)技术开发了一种具有生物相容性的聚己内酯(PCL)支架,通过引导血管的定制通道促进血管再生。类似的,中国郑州大学的研究则结合超临界CO₂微孔发泡技术,创新性地制备了多孔小直径血管组织工程支架,进一步推动了血管组织工程的进展。
此外,南开大学的研究团队则通过熔融纺丝与热处理,制造了聚己内酯(PCL)纤维骨架,成功诱导宿主细胞与细胞外基质的组装,展现出优异的力学性能和长期通畅性。这些研究表明PCL支架不仅能为血管组织提供有效的机械支撑,还能够减小血栓形成的风险,从而在临床应用中展现出广阔的前景。
总的来看,聚ε-己内酯(PCL)凭借其独特的生物相容性和降解性,已逐渐成为血管组织工程领域的一大热门材料。然而,PCL的力学与降解性能仍较为有限,仅能通过分子量和微结构设计等方式进行调节。因此,发展新型的共聚物如PGCL、PLCL等,通过调节其单体比例来进一步完善其在血管组织工程中的应用,势在必行。随着技术的不断进步,尊龙凯时将在生物医疗领域继续提供高品质的材料和产品,以助力科学研究和临床应用的进展。