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组织工程支架孔隙连通率

因您的需求、实验方案、检测样品、测试过程不同,相应的参考标准请咨询在线工程师!

文章概述:组织工程支架孔隙连通率表征三维孔隙网络的相互连接程度,直接影响细胞浸润、营养输送和组织再生效率。核心检测对象包括孔隙率(>70%)、平均孔径(20-200μm)及孔隙连通率(百分比),通过微结构成像和流体渗透法评估。关键项目涵盖支架几何参数、机械性能(如压缩模量≥1MPa)和生物相容性指标,确保支架符合再生医学应用要求。

检测项目

孔隙结构参数:

  • 孔隙率:百分比(≥80%,参照ISO9277)
  • 孔径分布:平均孔径(μm)、孔径变异系数(<0.2)
  • 孔隙连通率:百分比(>90%)
机械性能:
  • 压缩强度:MPa(屈服强度≥0.5MPa)
  • 弹性模量:GPa(范围0.1-10GPa)
  • 断裂韧性:MPa·m1/2(参照ASTME399)
流体动力学性能:
  • 渗透率:达西值(>0.01D)
  • 扩散系数:cm2/s(细胞因子扩散率)
生物相容性:
  • 细胞粘附率:细胞数/mm2(≥500cells)
  • 细胞增殖率:倍增时间(小时,<24h)
  • 溶血率:百分比(<5%)
降解性能:
  • 质量损失率:%/天(参照ASTMF1635)
  • 降解时间:天(可控范围30-180天)
表面特性:
  • 接触角:度(亲水性<90°)
  • 表面粗糙度:Ra(μm,0.1-10μm)
化学成分:
  • 元素含量:wt%(碳含量≥60%)
  • 官能团分析:红外光谱峰值(特定波长)
热性能:
  • 玻璃化转变温度:Tg(℃,范围-50℃至150℃)
  • 热分解温度:Td(℃,>200℃)
电性能:
  • 电导率:S/m(>10-3S/m)
  • 介电常数:无单位(频率依赖性)
其他参数:
  • 孔径均匀性:变异系数(<0.15)
  • 孔隙形状因子:无单位(球形度指数)

检测范围

1.聚合物支架:聚乳酸(PLA)和聚己内酯(PCL)材料,重点检测孔隙连通率及降解可控性,确保细胞生长微环境

2.陶瓷支架:羟基磷灰石(HA)和磷酸三钙(TCP)基材,侧重孔径分布均匀性与机械强度匹配骨组织需求

3.复合材料支架:聚合物-陶瓷复合体系,检测界面结合强度及流体渗透性,优化异质结构性能

4.水凝胶支架:海藻酸钠和明胶基水凝胶,重点评估溶胀率与孔隙连通率对细胞输送的影响

5.金属支架:钛合金和镁合金多孔结构,检测孔径连通性及腐蚀速率,符合植入物长期稳定性

6.纳米纤维支架:静电纺丝制备的纳米纤维网,侧重纤维直径分布与孔隙连通率对细胞定向迁移的作用

7.3D打印支架:光固化或熔融沉积模型(FDM)制品,检测层间结合孔隙率及整体连通性精度

8.天然生物材料支架:胶原蛋白和丝素蛋白基支架,重点评估生物降解同步性与孔隙网络生物相容性

9.合成生物材料支架:聚乙二醇(PEG)和聚氨酯(PU)体系,检测表面改性后孔隙连通率变化

10.功能性涂层支架:药物负载或生物活性涂层支架,侧重涂层均匀性对孔隙阻塞率及连通性的影响

检测方法

国际标准:

  • ASTMF2450-18组织工程支架孔隙表征标准
  • ISO10993-5:2023医疗器械生物相容性测试
  • ISO9277:2022多孔材料孔隙率测定
  • ASTME384-22微硬度测试方法
国家标准:
  • GB/T16886.5-2022医疗器械生物学评价
  • GB/T21650.3-2021多孔材料孔径分布测定
  • GB/T228.1-2021金属材料拉伸试验
  • GB/T1033.1-2022塑料密度测定
(国际标准侧重高分辨率成像技术,国家标准强化环境适应性测试;例如ASTMF2450优先采用Micro-CT,而GB/T21650.3整合压汞法,孔隙率测量精度差异在±2%)

检测设备

1.显微CT扫描仪:BrukerSkyscan1272(分辨率0.5μm,扫描范围10mm)

2.扫描电子显微镜:JEOLJSM-7800F(放大倍率10-100000x,真空度10-5Pa)

3.万能材料试验机:Instron5967(载荷范围0.01N-30kN,精度±0.5%)

4.流变仪:TAInstrumentsDHR-3(扭矩范围0.1μNm-200mNm,频率0.01-100Hz)

5.细胞培养分析系统:OlympusIX83(活细胞成像,温度控制37±0.5℃)

6.傅里叶变换红外光谱仪:ThermoNicoletiS50(波长范围4000-400cm-1,分辨率4cm-1

7.差示扫描量热仪:MettlerToledoDSC3(温度范围-150℃至500℃,升温速率0.1-100℃/min)

8.表面轮廓仪:ZygoNewView9000(纵向分辨率0.1nm,扫描面积100x100mm)

9.渗透率测试仪:PMICFP-1100A(压力范围0-100kPa,流量精度±1%)

10.动态光散射仪:MalvernZetasizerNanoZS(粒径范围0.3nm-10μm,温度控制4-90℃)

11.紫外-可见分光光度计:ShimadzuUV-2600(波长范围190-1100nm,带宽1nm)

12.热重分析仪:NetzschTG209F1(温度范围RT-1000℃,灵敏度0.1μg)

13.电化学工作站:CHI660E(电位范围±10V,电流分辨率1pA)

14.激光共聚焦显微镜:LeicaTCSSP8(分辨率横向120nm,轴向300nm)

15.原子力显微镜:BrukerDimensionIcon(力分辨率0.1pN,扫描范围90μm)

北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

组织工程支架孔隙连通率
中析研究所

北京中科光析科学技术研究所(简称中析研究所),隶属于北京前沿科学技术研究院,为集体所有制单位,是以科研检测为主的科学技术研究机构。中析研究所坚持基础研究与应用研究并重、应用研究和技术转化相结合,发展为以“任务带学科”为主要特色的综合性研究所。经国家有关部门批准,成为第三方分析测试技术服务单位,旗下实验室机构获得CMA资质认证。开展了研发设计、分析检测、试验验证、共性加工、信息及知识产权等服务,为科技型企业创新提供公共服务。本所得到政府创新基金的支持,被评为国家高新技术企业。

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