電紡聚乳酸-明膠復(fù)合纖維及性能研究.pdf

1、靜電紡絲技術(shù)已經(jīng)廣泛用于各個研究領(lǐng)域，由于其得到的纖維具有比表面積大、高孔隙率及可以獲得直徑為納米級的纖維等優(yōu)點，被應(yīng)用到組織工程領(lǐng)域，利用該方法制備的支架材料能夠模擬細胞外基質(zhì)的纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
　　 本論文利用靜電紡絲技術(shù)制備了不同比例的聚乳酸/明膠復(fù)合纖維膜，通過親疏水性、SEM、TEM、XPS、降解實驗和溶出實驗等實驗，發(fā)現(xiàn)當聚乳酸和明膠質(zhì)量比為1：1和1：3時，復(fù)合纖維膜的接觸角均為0°，而純明膠的則為42°左右，質(zhì)量比

2、為3：1的復(fù)合纖維膜與純聚乳酸纖維膜的接觸角接近123°左右，這表明聚乳酸/明膠紡絲液在靜電紡絲過程中，兩種聚合物發(fā)生了相分離，且隨著聚乳酸和明膠比例的不同，復(fù)合纖維中形成了不同的相分離結(jié)構(gòu)。選擇性溶出實驗、降解實驗和TEM觀察結(jié)果都證實了聚乳酸/明膠復(fù)合纖維具有如下的相分離結(jié)構(gòu)：當聚乳酸與明膠質(zhì)量比為1：1時，兩種聚合物在纖維中呈雙連續(xù)結(jié)構(gòu)；當聚乳酸或明膠在纖維中含量低于50％wt時，低含量組分將被包在高含量組分當中，纖維表面為高含量

3、組分聚合物，低含量組分在纖維中呈現(xiàn)不連續(xù)分布。通過交聯(lián)前后纖維膜形貌保持以及細胞培養(yǎng)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，聚乳酸和明膠質(zhì)量比為1:1的復(fù)合纖維，最適合作為組織工程支架材料。
　　 采用傳統(tǒng)的和改進的5倍模擬體液(t-5SBF和i-5SBF)，本論文還開展了純聚乳酸、明膠和聚乳酸/明膠(質(zhì)量比為1:1)纖維膜的生物礦化性能研究。兩種5SBF的區(qū)別在于，t-5SBF溶液的pH值隨著時間的變化慢慢升高，而i-5SBF溶液的pH值則一直維持在一個比

4、較恒定的值上。對比聚合物纖維膜在兩種5SBF中的礦化結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在磷灰石形貌上，在i-5SBF中形成的是片狀結(jié)構(gòu)，更接近于天然骨組織中磷灰石形態(tài)；從礦化速度上來看，在t-5SBF中磷灰石的生成速度基本穩(wěn)定，而在i-5SBF中，則是在前期時礦化速度比較慢，后期比較快；從磷灰石結(jié)晶產(chǎn)物組成的對比中發(fā)現(xiàn)，在t-5SBF中形成的礦化物以羥基磷灰石(HA)為主，但結(jié)晶不完善，i-5SBF中得到的礦化物，初期以透鈣磷石(DCPD)為主，隨著礦化時間延

5、長，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)镠A，結(jié)晶比較完善。但在兩種5SBF溶液中，聚乳酸/明膠復(fù)合纖維膜的礦化效果都優(yōu)于兩種單一組分的纖維膜。
　　 為配合本課題組引導(dǎo)組織再生膜項目的研究，本論文還利用平板、滾筒、網(wǎng)格接收器，靜電紡絲制備得到四種不同拓撲結(jié)構(gòu)的聚乳酸納米纖維膜，并進行了相應(yīng)表征。熱牽伸后的平行纖維膜纖維直徑最小，但具有最高的力學(xué)強度；網(wǎng)格膜棱間區(qū)域具有無紡氈的結(jié)構(gòu)但是纖維堆積密度低于無紡膜，網(wǎng)格棱邊纖維則具有一定的平行度。水接觸角測試結(jié)