生物降解性能研究

组织工程支架材料应具有生物可降解性。材料的生物降解性能一般指材料在生物体内能完全降解，降解产物能被机体吸收、代谢。由于生物体是一个复杂的动态环境，因此，材料在生物体内的降解不仅包括由于材料与生物体相互作用而导致的材料结构裂解或腐蚀，也包括材料因受到各种组织器官不停运动的动态作用而产生的机械磨损作用。

影响材料生物降解性能的主要因素是材料的物理和化学性能，如材料的分子链结构、形态结构、分子量及其分布、分子构象、尺寸、共聚物的组成等。此外，材料的均匀性、加工过程、储存过程以及温度、O2、pH、酶、超声波、辐射作用等其他因素也均可影响材料的降解行为。

依据材料是否植入体内，可将材料的生物降解性研究分为体内降解试验和体外模拟生物降解试验。体内降解试验是将一定质量和形状的试样灭菌后，在无菌条件下植入到生物体内某一特定部位，然后定期取出试样，测定试样的各种性能。体外模拟生物降解试验是将一定质量和形状的试样浸泡在一定温度（通常为37±1℃）的试验溶液中，定期取出试样，测定试样的各种性能。常用的试验溶液有两类，一类是水解降解用溶液，常用的有pH＝7．4磷酸盐缓冲溶液和0．9%的生理盐水；另一类是氧化降解用溶液，常用的是0．3%的过氧化氢溶液和芬顿试剂（稀过氧化氢溶液与Fe2＋盐的混合液）。对于某些特定的材料，也可选择其他试验溶液，如模拟体液，含酶、蛋白质的溶液等。

考察生物材料的体内外降解行为时，一般研究材料的下列性质随降解时间的变化。

1．分子量和分子量分布　取出降解试样，将试样干燥至恒重，采用凝胶渗透色谱法（GPC）或其他方法测定试样的分子量和分子量分布。

2．特性黏数　取出降解试样，将试样干燥至恒重，以乌氏黏度计法或其他方法测定试样在一定温度下的特性黏数。

3．吸水率　取出降解试样，用滤纸吸干试样表面的水，准确称量（m1），然后将试样干燥至恒重后再准确称量（m2），按式［（m1－m2）／m2］×100%计算吸水率。

4．失重率　将试样干燥至恒重，准确称量（m1），按式［（m0－m1）／m0］×100%计算试样降解一定时间后的失重率（式中m0为试样降解前的质量）。

5．形貌　采用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）观察试样的表面形貌和内部结构。

6．试验溶液的pH值　一般采用pH计测定试验溶液在不同降解时间的pH值。

7．组成和结构　通常采用1H－NMR和13C－NMR方法研究材料的组成、结构、共聚物的组成和序列分布等随降解时间的变化。

8．热性能　取出试样，将试样干燥至恒重，采用DSC、DTA和TG等热分析仪测定材料的玻璃化转变温度（Tg）、熔点（Tm）和分解温度（Td）等物理量。

9．结晶性　取出试样，将试样干燥至恒重，采用X线衍射法研究材料的结晶性能随降解时间的变化。

10．力学性能　通常采用万能材料试验机测定材料的各种力学强度和模量。