能承受生理环境的复合管技术架的研究

大量具有理想性能的血管支架已被制备并用于临床。然而，当在高压、流动的生理环境下，许多支架的性能不能长久维持，它们最终会因快速降解、不能抵抗切变应力等原因而失效，因此就迫切需要研制一种可以适应这些条件直到血管组织在体内成熟的耐用支架。本研究通过静电纺丝法构建PCL（聚己酸内酯）／胶原蛋白复合管状支架，测定其形貌结构、生物力学性能及生物性能。该PCL／胶原蛋白复合支架由直径约520nm的纤维组成，拥有较好的断裂强度（4．0±0．4）MPa和足够的弹性（2．7±1．2）MPa，其爆破压强达（4912±155）mmHg，已远高于单一PCL血管支架和人体血管；在复合管状支架内层种植小牛血管内皮细胞（bECs），在外层种植小牛平滑肌细胞（bSMCs），结果显示在复合血管支架的外层和内层分别形成连成片的细胞层。实验表明复合血管支架具有良好的生物相容性和长期抵抗高压流的生物力学性能，并可为细胞提供良好的生长环境。     

静电纺丝素-明胶管状支架的结构与性能

为研制组织工程小口径血管,以良好生物相容性的丝素蛋白、明胶为原料,通过静电纺丝法,以高速旋转的滚轴为收集装置,构建了丝素-明胶管状支架(直径为4.5 mm).测定其形貌结构、孔隙率和溶失率,并在该支架上进行人脐静脉内皮细胞(HUVECs)培养实验.结果表明:在缝素-明胶质量比例为70:30、纺丝液质量分数为13%、滚轴转速为1 000 r/min的条件下静电纺丝,可获得纤维直径较细、纤维分布较均匀、具有较高孔隙率的丝素-明胶管状支架:随着纺丝液质量分数的提高,丝素-明胶管状史架的溶失率降低,乙醇处理后管状支架溶失率大大降低;MTT显示细胞可以在支架上生长、增殖.     

静电纺PLA/丝素-明胶管状支架的结构与性能

为研制组织工程小口径血管,以良好生物相容性和生物可降解性的聚乳酸(PLA)、丝素蛋白、明胶为原料,通过静电纺丝法,以高速旋转的滚轴为收集装置,构建了外层为PLA纤维和内层为丝素-明胶纤维的PLA/丝素-明胶复合管状支架(直径为4.5mm)。采用扫描电镜观察该管状支架的形貌结构;测定其孔隙率及生物力学性能,并在该支架上进行人脐静脉内皮细胞(HUVECs)培养实验。结果表明：PLA/丝素-明胶复合管状支架具有较高的断裂强度和较好的柔软性,爆破强度远高于人体的正常血压;支架具有多孔结构, SEM照片显示HUVECs在支架上分化、增殖、生长状态良好。     

PLGA组织工程支架材料的研究与展望

综述了PLGA组织工程支架材料的制备方法及其性能，提出静电纺丝法是制备组织工程支架的一种重要方法。     

胶原蛋白的提取及其纳米纤维的制备与表征

为提高羊皮中胶原蛋白的提取率和利用率,采用酸酶复合法提取羊皮胶原蛋白,再利用静电纺技术制备胶原基纳米纤维。以羊皮胶原蛋白提取率为评价指标,考察料液比、乙酸浓度、胃蛋白酶浓度和酶解时间四个因素对羊皮胶原蛋白提取效果的影响,确定单因素最优水平;在此基础上,采用正交试验设计对羊皮胶原蛋白提取的工艺条件进行优化,并通过紫外光谱扫描、红外光谱扫描、SDS-PAGE图谱和扫描电镜等生化技术探讨酶解过程对胶原蛋白结构性质的影响;然后将胶原蛋白和聚乳酸复合静电纺丝,制备得到胶原基纳米纤维。结果表明,酸酶复合法提取羊皮胶原蛋白最佳工艺为：料液比1:25 g/mL、乙酸浓度1.2 mol/L、胃蛋白酶用量1.0%、酶解时间72 h,在此条件下羊皮胶原蛋白提取率为38.42%±0.49%;紫外光谱扫描显示羊皮胶原蛋白于230 nm附近出现最大紫外吸收峰;红外光谱扫描、SDS-PAGE图谱分析表明羊皮胶原蛋白主要有α₁、α₂、β三种亚基成分组成,属于Ⅰ型胶原蛋白,且胶原蛋白的空间结构保留完整;扫描电镜直观表明了羊皮胶原蛋白的纤维网络结构保留较完整;静电纺丝得到的胶原...     

热粘结复合纤维人造血管支架的制备及其性能

为制备力学性能优异、无细胞毒性和耐穿刺性的小口径人造血管,采用静电纺丝技术结合浸泡脱管法制备了聚己内酯/聚氨酯(PCL/PU)小口径人造血管支架.借助扫描电子显微镜和万能力学拉伸机等对人造血管的形貌结构和力学性能进行测试,同时研究了人造血管支架的孔隙率、细胞毒性和耐穿刺性.结果表明:通过改变接收转辊尺寸,溶去内层聚乙烯...     

静电纺丝素蛋白支架材料的研究进展

以天然高分子聚合物为原料,通过静电纺丝法,可以有效制备微纳米级纤维.丝素蛋白作为一种天然高分子材料,具有良好的生物特性.使用静电纺丝法制备的丝素蛋白支架材料,具有相互连接贯通的孔隙和极大的比表面积,可以保留丝素蛋白良好的生物相容性,类似于细胞外基质的形貌特征,有利于细胞的粘附、生长以及组织的再生.文章介绍了静电纺丝制备...     

胶原蛋白-聚乙烯醇复合再生蛋白纤维的研究

以从含铬革屑中提取的胶原蛋白为原料,配制分子量不小于100,000Da,且铬含量低于百万分之5的胶原蛋白纺丝原液,采用湿法纺丝制得再生蛋白纤维。为增强纤维的稳定性和力学性能,在胶原蛋白原液中加入戊二醛含量不高于0．3％的聚乙烯醇溶液。通过湿法纺丝实验,发现当原液的粘度高于1000cps时,可获得优良的可纺性。选择以含量不低于40％的硫酸钠和1M的硼酸组成的混合液为凝固浴,温度30℃～35℃的条件下,纺丝原液的成纤性最好。最后,以15％的硫酸钠、0．5％的戊二醛以及0．25％的甲醛溶液为交联剂处理再生纤维以增强抗水性。再生蛋白纤维的线密度为1．3g／cm^2,抗张强度为（1．32～2．0）g／d,伸长率为29％～38％。     

胶原基纳米纤维复合亚麻织物的制备及性能

采用静电纺丝技术将羊皮胶原蛋白(COL)和聚乙烯醇(PVA)电纺沉积在亚麻织物表面,得到一种力学性能优良以及柔软亲肤的复合亚麻织物。配制质量分数为8%的COL/PVA(w/w=2∶8)纺丝溶液,在纺丝速度为0.5 mL/h、纺丝距离为15 cm、纺丝电压为25 kV的工艺条件下进行静电纺丝。研究发现：随着纺丝时间的延长,复合织物的厚度逐渐增加,回潮率不断升高,断裂强力略有提升,断裂伸长率稍有增大,而织物的透湿率和透气率略有下降;复合织物的弯曲刚性、摩擦因数、折皱回复角、柔软性有所改善;亚麻织物和胶原蛋白基纳米纤维属于物理复合,复合后织物热稳定性略有增强;纳米纤维固着在织物表面,织物变得平整光滑。     

聚氨酯/胶原蛋白复合纳米纤维支架的性能

针对聚氨酯（PU）力学性能较好,亲水性较差,细胞在其表面的黏附较少,不适宜单独作为血管组织工程支架材料的问题,为提高PU 纳米纤维支架的亲水性和生物相容性,通过静电纺丝制备不同比例的复合聚氨酯／胶原蛋白纳米纤维支架,利用扫描电镜、红外光谱仪等观察测试纳米纤维支架材料的形态结构、化学性能等;并在纳米纤维支架表面培养血管平滑肌细胞,通过扫描电镜观察细胞在支架表面的生长情况。结果表明：胶原蛋白的加入使纤维直径从453nm减小到了154nm,平均孔径尺寸从0.64 μｍ 降低到了0.28 μｍ,而且增加了细胞在其表面的黏附和增殖;当聚氨酯和胶原蛋白的质量比为3:1时,纳米纤维支架的拉伸强度最大,生物相容性最好,表面黏附生长的细胞最多。     

聚乳酸/胶原蛋白取向纳米纤维支架的性能

为研究取向纳米纤维的性能及取向纳米纤维对细胞生长的引导作用,利用可降解的聚乳酸和胶原蛋白为原料,通过静电纺丝方法制备了随机和取向排列的聚乳酸（PLLA）、聚乳酸 ∕ 胶原蛋白（PLLA ∕Coll）纳米纤维支架材料。利用扫描电镜、红外光谱仪等研究了纳米纤维的形态结构、化学性能和力学性能等,并在其表面培养间充质干细胞（MSCs）,研究细胞在不同的支架表面的生长形态。结果表明：取向纳米纤维具有较细的纤维直径,各向异性的结构性能,平行于纤维排列方向的润湿性能和优于垂直于纤维排列方向的断裂强度。复合 PLLA ∕ Coll 支架表面含有细胞识别基团,能增强细胞的黏附和增殖,培养在取向 PLLA ∕ Coll 纳米纤维支架上的 MSCs 呈现取向的纺锥形态,与体内 MSCs 的形态更类似。     

聚乳酸-聚己内酯/丝素蛋白三元复合纳米纤维膜支架的结构与性能

通过静电纺丝技术制备出不同质量比的聚乳酸聚己内酯/ 丝素蛋白（PLA-PCL/SF）复合纳米纤维膜支架,采用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪对纳米纤维膜的形貌和结构进行表征,测试纤维膜的孔隙率和吸附性能。结果表明：PLA-PCL与SF 这2 种组分的质量比对复合纳米纤维膜的形貌有显著影响,质量比为90:10和70:30的纳米纤维表面分布着密集的孔洞;PLA-PCL/SF复合纳米纤维膜中SF 经甲醇处理后由无定形结构转变为β?折叠结构;随着复合纳米纤维膜中SF 含量的增加,纳米纤维膜的孔隙率和吸附性也逐渐降低。接触角实验和小鼠胚胎成纤维细胞（NIH-3T3）培养结果表明,SF的加入提高了纳米纤维膜的亲水性,有利于NIH-3T3细胞的黏附和增殖。     

静电纺MWNTs/丝素复合纳米纤维毡的结构与性能

静电纺丝素纤维毡在水中极不稳定,力学性能较差,这些缺陷限制了其应用。将经过酸处理的多壁碳纳米管（MWNTs）均匀地分散在丝素膜甲酸溶液中,以MWNTs增强静电纺丝素纳米纤维,XPS的测定结果显示,碳纳米管并不是仅仅以物理形式混杂在丝素纤维中,而是形成了某些有助于提高增强效果的化学键。随碳纳米管质量分数的增加,纤维直径明显下降,纤维内部结构的规整性有所提高。当纺丝液中MWNTs的质量分数小于1%时,复合纤维毡的断裂强度和初始模量都有明显的增强,但是MWNTs的质量分数太大时,力学性能反而恶化。     

虎纹捕鸟蛛丝蛋白／丝素复合纤维的结构与力学性能

以虎纹捕鸟蛛丝／六氟异丙醇(HFIP)和丝素/HFIP的混合液为纺丝液,制备了虎纹捕鸟蛛丝蛋白／丝素复合纳米纤维,并通过SEM、FT-IR、XRD研究蜘蛛丝蛋白和丝素的混合比例对纤维形态结构、分子构象、结晶结构的影响,分析蜘蛛丝蛋白对静电纺丝素纤维的力学增强效应.结果表明:随蛛丝蛋白含量的增加,复合纤维的平均直径明显减...     

高分子量壳聚糖∕聚氧乙烯复合纳米纤维的制备

利用3%的高分子量壳聚糖（HCS）与聚氧化乙烯（PEO）以3:1的比例溶解在50%的乙酸水溶液中,使用浓度高于临界胶束浓度的不同表面活性剂改善溶液的可纺性,借助静电纺丝技术制备了HCS/PEO复合纳米纤维。采用扫描电子显微镜（SEM）对复合纳米纤维形貌进行表征,采用傅立叶红外光谱（FTIR）方法研究了HCS、PEO及表面活性剂的相互作用,采用单纤维强力仪测试薄膜力学性能的变化,评价使用戊二醛处理后的HCS、PEO复合纳米纤维膜的力学性能。实验结果表明PEO增强了HCS的成纤性。以胶束形式存在的表面活性剂,通过改变混合溶液中分子间的结合方式,降低溶液粘度,提高了可纺性能。戊二醛交联处理提高了复合纤维的强度。特别是阴阳离子混合表面活性剂的使用,纤维形貌最好,强度明显提高。     

皮胶原蛋白/PVA复合纤维的研制-提高初生纤维中蛋白质含量的研究

将皮胶原蛋白与PVA共混,添加交联剂和消泡剂配制纺丝原液,利用正交试验设计得到最佳的纺丝原液配方及反应条件,即反应温度为75℃,pH值3·5,PVA和胶原蛋白的物料比为6∶4,交联剂AlCl3添加量质量分数为3·0%,消泡剂磷酸三丁酯添加量质量分数1·0%。为了进一步提高初生纤维中蛋白质的存留率,通过改变凝固浴饱和硫酸钠溶液的温度和pH值,考察它们对初生纤维中蛋白质存留率的影响,结果表明:当在45℃下,凝固浴的pH值调到5·0时,得到初生纤维中蛋白质存留率最高,约为97·96%。     

一种基于非局部理论的静电纺丝纤维拉伸变形力学模型研究

静电纺丝法制备出的高分子纤维直径一般处于纳米级或者微纳米级,微尺度纤维材料的力学性能表现出与其特征长度的相关性。为了研究分析静电纺丝纳米纤维的尺度效应,根据非局部理论计算出静电纺丝纤维在轴向载荷作用下的应变能,进而分析纤维的位移、应变及总伸长量受非局部效应的影响规律,推导出静电纺丝纤维表关弹性模量的力学模型。结果显示,静电纺丝纤维长度越短,非局部效应的影响越明显,当纤维长度逐渐增长,非局部效应的影响逐渐减弱。该模型为高分子纳米纤维材料的力学特征研究提供理论分析工具,有望用于分析静电纺丝纤维材料变形过程中的力学行为特征。     

静电纺PA6/CS复合纤维膜的过滤性能研究

采用自制单喷头静电纺丝设备,以聚丙烯熔喷非织造布为基布,制备静电纺聚酰胺6/壳聚糖(PA 6/CS)复合纤维膜,研究了静电纺丝时间对复合膜表面形貌、孔径和过滤性能的影响。结果表明:随着静电纺丝时间增加,复合纤维膜对Na Cl气溶胶的过滤效率显著增加,过滤阻力明显增加,品质因子先增加后减小;连续纺丝90 min后,复合纤维膜的过滤效率达到99%以上。     

静电纺PA 6纳米纤维膜的力学性能研究

利用静电纺丝可形成由纳米级纤维组成的纳米纤维膜,由于该膜孔径小并具有高比表面积和高孔隙率,可用作组织工程支架、传感器感知膜、过滤材料和防护材料等。静电纺纳米纤维膜的力学性能对其适用性和耐用性有重要影响。以PA 6甲酸溶液进行静电纺丝,研究了纺丝液喂入速度和纺丝距离对静电纺PA 6纳米纤维膜力学性能的影响。结果表明:纺丝液喂入速度较低时,形成的纳米纤维膜力学性能差;纺丝距离增大时,纳米纤维膜的断裂强度降低;PA 6溶解于98%甲酸中配制成13%(质量分数)纺丝液,在喷嘴口径0.9 mm、电压30 kV下进行静电纺丝,纺丝液喂入速度在0.2～0.3 ml/h、纺丝距离为8～10 cm时可获得具有良好力学性能的PA 6纳米纤维膜。     

取向排列丝素蛋白/聚己内酯复合纳米纤维膜的双轴向拉伸性能

以滚筒为收集装置,用静电纺丝技术制备了有序排列的丝素蛋白/聚己内酯(SF/PCL)复合纳米纤维膜。利用FE-SEM和Mat Lab软件对不同转速下收集的SF/PCL纳米纤维的形貌及排列有序程度进行表征;利用双轴拉伸试验仪对纳米纤维膜的力学性能进行测试。结果表明:滚筒转速越大,纳米纤维排列有序程度越高;纳米纤维膜力学性能表现出各向异性,同时具有明显的非线性和非弹性。对实验曲线进行拟合,建立了纳米纤维膜在双轴循环拉伸作用下的拉伸负荷-伸长率数学模型。以滚筒转速为4.70 m/s的试样为例,数学模型拟合曲线与实验曲线具有较高的一致性。