SF/COL/PLCL静电纺丝三维纳米纤维支架与人脐带血间充质干细胞的细胞相容性研究

目的研究SF/COL/PLCL静电纺丝三维纳米纤维支架与人脐带血(human umbilical cord blood,hUCB)间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)的细胞相容性。方法分离、培养hUCBMSCs,并进行传代,取第3代hUCBMSCs,茜素红染色和Von Kossa染色检测其体外诱导成骨分化的能力;流式细胞术检测其表面相关抗原的表达。制备SF/COL/PLCL静电纺丝三维纳米纤维支架,扫描电镜观察其形貌表征,并检测其力学性能。将hUCBMSCs接种于静电纺丝三维纳米纤维支架上,观察细胞在支架上的生长及增殖情况。结果 hUCBMSCs具有成骨诱导分化能力,其表达CD44、CD29、CD90和CD105,不表达CD45和CD34。SF/COL/PLCL复合纳米纤维的纤维形貌良好,随着PLCL含量的增加,纤维的直径和力学性能均逐渐增加。hUCBMSCs能够在三维纳米纤维支架上很好地黏附,并相互连接向周围扩展,三维纳米纤维支架能很好地促进细胞黏附和增殖,与常规培养的细胞相比,差异有统计学意义(P0.05或P0.01),当SF/COL与PLCL的质量比为30∶70时,最有利于细胞的生长。结论 hUCBMSCs能够在SF/COL/PLCL静电纺丝纳米纤维支架上生长、增殖,这种支架材料具有良好的力学性能及细胞相容性,有望成为一种新型组织工程支架材料。     

碳纤维增强聚合物组织工程支架的制备及表征

以碳纤维（CF）作为增强材料,将CF有序排列于聚乳酸羟基乙酸（PLGA）多孔结构中,制备性能优良的CF/PLGA复合支架,并对其力学性能及细胞生物学性能进行表征.对增强体CF进行有序排列以提高支架的力学性能,扫描电子显微镜（SEM）观察CF/PLGA复合支架的微观形貌,可以看出CF在聚合物基体内部是呈有序结构并且二者结合情况良好.为了提高CF的生物相容性,利用对氨基苯甲酸对CF进行表面修饰,细胞生长在支架上的SEM照片反映了成纤维细胞对PLGA及CF/PLGA复合支架的黏附性能良好;通过细胞毒性测试,发现表面修饰的CF对细胞的生长没有负面作用,且在一定程度上促进了细胞的生长.研究结果表明,制备的CF/PLGA支架具有良好的力学性能和生物相容性,在骨组织工程支架的应用中具有一定的潜力.     

聚己内酯/胶原/丝素复合微纳米纤维膜的制备

采用静电纺丝技术制备了聚己内酯(PCL)与胶原/丝素(COL/SF)质量比为0∶100、10∶90、20∶80、30∶70、40∶60、50∶50的复合微纳米纤维膜,通过扫描电子显微镜、力学性能测试和接触角测试等对复合纤维膜的理化性能进行表征,并将HepG_2细胞种植在复合纤维膜上检测其细胞生物相容性。结果表明:PCL/COL/SF复合微纳米纤维膜纤维形貌良好,纤维直径和亲水性随PCL含量的增加而减小;PCL/COL/SF复合纤维膜具有较好的力学性能。PCL与COL/SF质量比为30∶70时,复合纤维膜亲水性良好,强度和柔性最佳,并且HepG_2细胞在复合纤维膜表面黏附生长良好,细胞增殖情况明显,表明PCL与COL/SF质量比为30∶70的复合纤维膜有望成为一种良好的载体,可应用于体外肝细胞培养。     

聚乳酸⁃羟基乙酸共聚物涂层对聚乳酸3D打印支架的性能影响

通过熔融沉积（FDM）三维（3D）打印技术制备了61.7 %孔隙率和良好连通性的3D多孔聚乳酸（PLA）支架,使用浸涂法对PLA支架表面涂覆浓度分别为2 %、4 %、6 %、8 %的聚乳酸⁃羟基乙酸共聚物（PLGA）涂层,获得了不同浓度涂层的PLA/PLGA复合支架。通过扫描电子显微镜（SEM）、接触角测量仪、万能试验机和细胞计数试剂盒⁃8方法等测试手段,探究了不同浓度PLGA涂层对PLA支架的断面微观形貌、支架表面亲水性、力学强度以及细胞在支架上增殖活性等性能的影响规律。结果表明,与未经包裹的PLA支架相比,包裹PLGA的PLA支架表面接触角显著减小,PLGA的质量分数为6 %时接触角最小为（64.7±1.1） °;接种后经24 h培养PLA/PLGA支架表面细胞活性较纯PLA支架显著增强。     

丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维的制备与性能表征

为了提高海藻酸钠(SA)纤维的力学性能,将从蚕茧中提取的丝素蛋白(SF)和SA共混,制备了SF/SA纺丝溶液,通过湿法纺丝制得SF/SA复合纤维,对纺丝溶液流变性能进行了研究,对SF/SA复合纤维进行了结构与性能表征。结果表明:SF/SA纺丝溶液为切力变稀的假塑性流体,纺丝溶液的表观黏度随SF含量增加呈增加的趋势,当SF质量分数(相对SA)为10%时,纺丝溶液结构黏度指数最小,可纺性最好;提取的SF以无规卷曲结构和β-折叠结构为主,SA和SF间有较强的氢键作用;SF/SA复合纤维以非晶形态存在,纤维表面存在明显的沟槽结构,与纯SA纤维相比,SF的加入提高了SA纤维的力学性能,SF质量分数为10%的SF/SA复合纤维的断裂强度高达1.63 cN/dtex,较SA的提高了22.5%,SF的加入使复合纤维的耐热性略有降低。     

基于静电纺丝技术的PLGA载药纳米纤维膜的制备工艺

同轴静电纺丝法制备的聚乳酸-乙醇酸(PLGA)纳米纤维具有良好的生物相容性和生物可降解性, 加之其高孔隙率和高透氧率, 使其能成为优良的药物载体。本文初步摸索了PLGA的同轴静电纺丝的工艺条件, 并通过同轴静电纺丝法制备了PLGA载氟比洛芬酯(FA)的纳米纤维膜, 应用扫描电子显微镜、红外光谱分析观察纤维的表观形貌并确定其微观结构。重点探究了不同溶剂配比的混合溶剂对载药纤维膜药物释放性能影响。研究结果表明在U⁺为+15.00kV, U^-为-2.50kV, 接受距离为15cm, 壳层推进速度为0.4mm/min, 芯层推进速度为0.1mm/min进行静电纺丝时, 所制备的PLGA(壳)/PVP+FA(核)复合载药纤维膜壳核结构良好, 且成功载了约0.5%的FA。当改变壳层混合溶剂(DCM和DMF)和芯层混合溶剂(无水乙醇和DMF)体积比时, 纤维直径会随着DMF的减少而增大。     

SF/PHBV复合纳米纤维膜的制备及其性能研究

研究了丝素蛋白/聚羟基丁酸戊酸酯(SF/PHBV)复合纳米纤维膜的性能,探讨了该纳米纤维作为组织工程支架的可行性。通过静电纺丝技术制备了三种质量比例的SF/PHBV复合纳米纤维膜,采用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、差示扫描量热仪和单立柱材料试验机研究了它们的形态结构、热学及力学性能。结果表明:三种质量比例的SF/PHBV复合纳米纤维膜均具有多孔、比表面积大、结构稳定、热稳定及力学性能良好等特性,且随着SF组分的增加,SF/PHBV复合纳米纤维膜孔隙逐渐变小,纤维膜成形效果更好,熔点逐渐降低,断裂强度降低,断裂伸长率增大。     

静电纺PI/TS-POSS复合膜的制备及力学性能研究

可溶性的三硅醇异丁基倍半硅氧烷（TS-POSS）纳米粒子在聚合物膜中具有良好的相容性和分散性,可以在改善复合膜的力学性能的同时避免对孔径分布造成不利影响。本文采用“二步法”先合成PAA/TS-POSS前驱体纺丝溶液,TS-POSS的添加方式为物理共混。再经静电纺丝、热处理等步骤后制成PI/TS-POSS纳米纤维膜。本文对其微观结构、孔径大小以及机械性能等进行了测试分析。结果表明, TS-POSS纳米粒子的加入没有改变复合膜的非晶结构。相较于纯PI膜,3%TS-POSS纳米粒子添加量的PI/TS-POSS复合纤维膜具有更小的平均孔径（0.85μm）和更好的力学拉伸性能（15.08 MPa）。     

聚苯胺/聚乳酸复合纳米纤维表面形貌对生物相容性的影响

外加电场作用下聚苯胺能够调节细胞附着、增殖、迁移和分化,在体液环境下发生脱掺杂会使聚苯胺基导电可降解纳米纤维电活性减弱,但在一定程度上仍能促进细胞的黏附、生长和增殖。本文选择酒石酸作为聚苯胺在等离子体处理后的聚乳酸纳米纤维表面原位聚合过程中的酸掺杂剂,考察酒石酸与苯胺摩尔比分别在1∶1, 1∶2和1∶4下不同形貌的聚苯胺/聚乳酸复合纳米纤维对生物相容性的影响。采用SEM、TEM和FTIR表征聚苯胺形貌及化学成分,接触角评价其润湿性,MTT、ALP和免疫荧光染色评价聚苯胺/聚乳酸复合纳米纤维生物相容性。结果表明,酒石酸与苯胺摩尔比在1∶1、1∶2和1∶4下的聚苯胺形貌分别为纳米颗粒状、纳米纤维状和纳米空心管状,聚苯胺附着在聚乳酸纳米纤维表面,不会对静电纺丝的多孔结构基体产生影响;聚苯胺/聚乳酸复合纳米纤维表面润湿性良好,有助于细胞的黏附和生长;纳米纤维状的聚苯胺对生物相容性的增强效果明显优于纳米颗粒状聚苯胺,而纳米空心管状结构的聚苯胺对生物相容性增强作用更佳。     

PVP/FF复合纳米纤维的制备与表征

采用静电纺丝技术制备了聚乙烯吡咯烷酮/二苯基丙氨酸(PVP/FF)复合纳米纤维;考察了FF含量、纺丝液流速对电纺纤维形貌及其平均直径的影响;利用扫描电镜对纤维表面形态进行了观察,通过X射线衍射和热重分析考察了纳米纤维中FF的存在状态及纳米纤维的热稳定性;通过全反射红外光谱分析了FF与PVP之间的相互作用。结果表明:当复合纤维中FF质量分数小于2%时,共混溶液的可纺性较好;复合纳米纤维直径随着FF含量的增大而先减小后增加,当FF的质量分数增加到5%时,复合纳米纤维的直径也相应增大;随着纺丝液流速的增大,复合纳米纤维的直径有逐渐增大的趋势,当纺丝液流速在0.2～0.6mL/h时,复合纳米纤维形貌较佳,纤维直径分布均匀,表面光滑无颗粒;PVP/FF复合纳米纤维中FF与PVP发生复合作用处于分散的无定形状态,分解温度范围变宽;FF与PVP之间具有良好的相容性。     

静电纺PLGA管状支架的构建及其生物力学性能

以具有良好生物相容性、生物可降解性的聚丙交乙交酯(PLGA)为原料,以高速旋转的滚轴为收集装置,通过静电纺丝法,制备PLGA管状支架(d=6mm)。研究不同工艺及乙醇处理对PLGA管状支架形貌结构、微细结构和生物力学性能的影响。结果表明:当纺丝液质量分数为7%,滚轴转速为1500r/min时,可制得纤维形貌规整、分布均匀,直径为(1660±218)nm,孔隙率为80.6%的PLGA管状支架;经乙醇处理后,其孔隙率减小,玻璃化温度和热分解温度提高,热稳定性增强;断裂强度、爆破强度及缝合强力均显著提高。     

聚ε-己内酣聚乙二醇共混纳米纤维的静电纺丝研究

采用四氢呋喃和无水乙醇为溶剂，利用静电纺丝法制备了聚己内酯（PCL）/聚乙二醇（PEG）共混纳米纤维。研究了共混配比，溶液浓度，无水乙醇的加入以及电纺电压，接收距离等工艺参数对纤维形态和性能的影响。测试结果表明：聚乙二醇和聚己内酯以一定比例共混后改善了聚己内酯纤维毡的亲水性和细胞相容性；随着纺丝原液浓度增加，电纺产品由高分子微/纳米液滴结构渐变为珠状结构较少的平滑纤维，平衡纤维直径逐渐增大；一定范围内，纤维平均直径随电压的上升而增大，但与接收距离关系不大；此外，加入无水乙醇后，共混溶液电导率增加，有利于喷射流的劈裂，减少了珠状结构的数量。     

丝素-聚乙烯醇共混溶液静电纺丝及其含银纳米纤维形态研究

研究了不同丝素-聚乙烯醇（SF-PVA）配比的共混溶液和加入硝酸银的丝素-聚乙烯醇（SF-PVA）共混溶液的静电纺丝,利用扫描电镜观察纤维的形态变化。结果表明：在丝素（SF）或聚乙烯醇（PVA）占绝大部分时,整个体系溶解性保持相对稳定,容易形成比较均一的溶液,且纺丝后纤维形态比较均匀、规则;而在两组分含量接近时整个体系的溶解性能较差,不易形成比较均一的溶液,表现为溶液粘度的显著增大,纺丝后纤维不均匀、不规则。笔者选用SF/PVA=1：9（质量比）的共混纺丝液加入硝酸银,随着硝酸银在溶液中含量的增加,溶液电导率会明显增加,纤维的直径明显下降;但随着电导率的增大,纤维中珠状物会增多,纤维均一性也变差。     

壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维膜的静电纺丝法制备

壳聚糖具有良好的生物相容性、生物可降解性及独特的生理活性,是极具应用价值的天然高分子,当前已成为新材料领域的研究热点之一。文章采用静电纺丝法制备壳聚糖纳米纤维膜,通过扫描电子显微镜(SEM)表征壳聚糖/聚乙烯醇纺丝溶液的浓度对纳米纤维形貌的影响。     

用静电纺丝法制备橡胶/黏土纳米复合材料微米纤维(英文)

采用静电纺丝工艺制备了表面形态良好的溴化丁基橡胶/黏土纳米复合材料微米纤维,研究了其微观结构。结果表明,静电纺丝工艺制备的纤维内部黏土空间分散状态明显优于常规溶液法制备的橡胶/黏土纳米复合材料。     

静电纺丝素纳米纤维在生物医学组织工程领域的研究进展

利用静电纺丝技术以丝素蛋白为主要原料制备直径与天然细胞外基质(ECMs)结构相近的纳米纤维,使丝素蛋白支架能够较好地仿生人体内ECMs结构,让种子细胞可在支架多孔三维网络状结构上很好地黏附、增殖,并提供细胞基质、维持细胞生长并保持分化功能,满足组织修复和重建的要求,是目前生物技术应用医学领域的研究热点。本文主要综述了近年来国内外静电纺丝制备丝素蛋白纳米纤维材料在组织工程领域应用的研究现状,并对静电纺SF纳米纤维未来应用的发展作了展望。     

细菌纤维素/羟基磷灰石@聚醚砜骨膜支架的制备及其性能研究

骨膜作为骨缺损修复过程中营养物质的来源及膜内成骨过程中的核心位点,其结构和功能的重建对大尺度骨缺损的修复起到极其重要的作用。基于此,为了模拟天然骨膜的结构和功能,将聚醚砜（PES）和羟基磷灰石（HAp）混合,通过静电纺丝制备HAp@PES静电纺纤维膜（HPES）,然后通过膜液界面培养法与细菌纤维素（BC）复合,获得了具有微米―纳米结构的BC/HAp@PES(BC/HPES)支架。扫描电镜结果表明,该支架微米―纳米纤维交错分布,且HAp成功复合在微米纤维上。所制备的支架具有良好的力学性能。进一步研究表明,成骨细胞在支架表面表现出良好的增殖和铺展能力,不仅如此,该支架还具有良好的成骨分化诱导能力。因此,这种具有仿生微纳纤维结构且负载HAp的骨膜支架有望用于大尺度骨缺损修复领域。     

溶液参数对静电纺丝PAN@PS复合纳米纤维形貌及结构的影响

采用同轴静电纺丝技术,以聚丙烯腈(PAN)溶液为核层、聚苯乙烯(PS)溶液为壳层,制备了PAN@PS复合纳米纤维。研究了纺丝液浓度、溶剂种类对PAN@PS复合纳米纤维形貌和结构的影响。结果表明:PS/四氢呋喃(THF)作为壳层溶液的复合纳米纤维(PAN@PS/THF)可获得相界面清晰的同轴纤维。随PS纺丝液浓度的增加,纤维的直径先增大后有所减小,整体呈现递增的趋势,当PS/THF质量分数为20%时,纤维直径约为693 nm且表面光滑。而以质量分数为20%的PS/二甲基甲酰胺(DMF)为壳层溶液的复合纳米纤维(PAN@PS/DMF)直径有所增加且纤维表面凹凸不平,呈现双相连续的结构。因此,在静电纺丝过程中,可以通过改变纺丝液的参数来调节纤维的形貌和结构。     

静电纺丝法制备聚碳酸酯基聚氨酯纳米纤维的研究

以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和四氢呋喃(THF)为混合溶剂配制聚碳酸酯基热塑性聚氨酯(PU)纺丝溶液,通过静电纺丝法制备PU纳米纤维。重点研究了纺丝溶液浓度、混合溶剂中DMF和THF的体积比、纺丝电压和纺丝溶液流速对PU纳米纤维形态、直径及其分散性的影响。结果发现,纺丝液浓度为12%,混合溶剂中DMF与THF体积比为1∶1,纺丝电压为10 kV,纺丝溶液流速为0. 8 m L/h时,通过静电纺丝法制得的PU纳米纤维粗细均匀,表面光滑,纤维之间无粘连现象,形成的纳米纤维膜空隙率高。     

静电纺丝法制备丝素蛋白/季铵盐壳聚糖复合纤维支架

将丝素蛋白(SF)水溶液和季铵盐壳聚糖(HACC)水溶液以100∶0、99∶1、98∶2和97∶3的溶质比共混作为纺丝液,测试了其质量分数为30%时的表面张力和电导率,并通过应力控制流变仪对其静态剪切和动态剪切作用下的流变性能进行了分析。采用静电纺丝技术制备出静电纺SF/HACC复合纤维支架,通过扫描电子显微镜对其表面形貌进行表征。结果表明,随着HACC含量的增加,纺丝液的黏度和电导率逐步提升;HACC能促进纺丝液的凝胶化;得到的静电纺纤维支架有着较均一的形貌,纤维较扁平,在组织工程修复领域具有良好的应用前景。