利用超分子不透光生物材料对组织工程植入物的体内降解进行成像(2)

这两种系统都可以用MRI成像，但对于胶原支架，没有观察到降解，而对于PVDF-USPIO支架，预计没有降解，因为PVDF是不可生物降解的。各种研究人员已经成功成像体内降解聚酯、聚氨酯尿素，或胶原支架植入材料，主要使用超声弹性成像（UEI），也有超声横波成像（USWI）、光声成像和显微镜（PAI和PAM）和近红外荧光（NIRF）成像。所有这些技术都很有价值，但也有缺点。例如，UEI成像要求物理压缩可以很容易地应用于感兴趣的区域，而NIRF成像的穿透深度有限。
在本研究中，我们选择了广泛应用的计算机断层扫描（CT）作为监测种植体退化的无创成像技术。CT造影剂（CAs）总是基于高z（重）元素，如碘或钡，在临床上常用。水溶性碘化钙应用血管内获得动脉和静脉血管造影，也油基钙（如碘油），但这两类CA都适合监测植入体内降解，这两种类型的CA可能给一个快速泄漏的生物材料植入。
各种用于各种用途的不透光聚合物ca已经被开发和报道。例如，高度不透光的盐或元素可以与聚合物混合，但这种方法的缺点是材料变得不均匀，可能导致力学性能恶化。此外，大多数不透射线的盐或元素不会生物降解，并在植入后留在体内，从而有效地报告它们的位置，但不报告植入物的命运或状态。
在其他方法中，碘原子共价附着在聚合物链上，例如通过开发不透光的单体或通过对制备的聚合物进行盖层或后修饰。报告材料包括，聚醚聚氨酯，聚（冰毒）丙烯酸酯，生物可降解聚碳酸酯，聚酸酐，聚酯水凝胶，和聚（酯氨酯）阿尔登霍夫等报道，4碘苯甲酸CA组，他们纳入聚甲基丙烯酸酯是稳定除了暴露在γ辐照。在37°C下，上述聚合物都不是可生物降解和弹性体（橡胶样）。
在我们开发心血管原位TE应用材料的方法中，我们选择了合成的热塑性弹性体（TPEs）进行详细的探索。这些材料相对柔软，众所周知，它们在承受应变和压力的同时保持其形状，这是大多数心血管组织共同的和需要的特征。由于这些聚合物的合成性质，它们的性质可以被调整以满足特定的要求。在本成像研究中，我们选择了PCL2000-U4U作为基础生物材料，这是一种先前报道的具有交替聚己内酯（PCL）软块的聚酯，以及其大分子结构中的丁二脲（U4U）硬块段。
研究发现，PCL2000-U4U是一种弹性体、半结晶、非细胞毒性、生物降解材料，可以通过静电纺丝加工实现高多孔支架。[34]此外，我们设计并制备了一种新型的CT CA，其结构具有相同的丁烯二尿素基：I-U4U材料（见图1和支持信息）。匹配的U4U双尿素基团之间的强氢键相互作用将CT CA非共价结合到PCL2000-U4U碱基生物材料中，从而创造了一种超分子和模块化不透光的生物材料。