PLGA/明胶电纺纤维膜及其表面仿生矿化的研究

论文摘要

静电纺丝技术（简称电纺）是制备超细纤维的有效方法,该法制得的超细纤维膜具有孔隙率高、比表面积大等优点,为较为理想的组织工程支架。合成聚合物与天然高分子的混和电纺纤维膜集中了两种组分的优点,同时拥有合成高分子优异的力学性能及天然大分子良好的生物相容性。以电纺纤维膜为有机模板进行仿生矿化制备的有机/无机复合材料,可以从组成和结构上模拟天然骨组织的细胞外基质。采用电纺法制备了聚丙交酯-co-乙交酯（PLGA）单纺膜和一系列PLGA/明胶电纺纤维膜,其中明胶含量分别为1%、5%、10%、15%。用扫描电镜和透射电镜考察了电纺纤维膜的微观形貌。将不同明胶含量的电纺膜浸于PBS,考察了其中明胶组分的溶出行为,结果表明1h后明胶的溶出量已达20%～30%,21d时明胶的累计溶出量达75%～90%。在溶出过程中随随着电纺膜中明胶含量增加和溶出时间延长,纤维直径变得不均匀。PLGA/明胶电纺纤维膜在室温下用戊二醛蒸气交联1d,并考察了PLGA和交联前后电纺膜的吸水率及力学性能。结果表明与PLGA单纺膜相比,明胶的加入提高了电纺膜的吸水性。交联前干态下电纺膜中少量明胶的存在（含量为1%和5%时）使得纤维拉伸强度、弹性模量与PLGA单纺膜相比基本不变,断裂伸长率有所增加;交联使得电纺膜拉伸强度、杨氏模量增加,断裂伸长率下降;湿态下纤维膜力学性能指标均有所下降。PLGA/明胶电纺膜在10倍离子浓度的模拟体液（10SBF）中沉积得到两种不同晶型的Ca-P化合物,其中球状物质的Ca/P比为1.39,接近于磷酸八钙;而厚度为3～5μm的近长方形片状晶体中的Ca/P比为0.92,接近于二水磷酸氢钙。矿化后的PLGA/明胶电纺膜红外谱图上出现PO43-振动吸收峰,说明沉积物可能为磷酸钙。本实验所用10SBF可以在较短时间内在PLGA/明胶纤维膜表面生长Ca-P化合物,矿化4h时矿化物即可连续均匀包裹于纤维表层。明胶组分的存在可以促进矿化物成核生长,且明胶组分含量越高,促进作用越明显。明胶的溶出使得矿化物成核位点转移到纤维膜表面。而戊二醛交联不利于矿化的进行。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 电纺的介绍
• 1.2.1 电纺的基本原理
• 1.2.2 电纺新工艺
• 1.2.3 电纺应用于组织工程支架的优势
• 1.2.4 电纺在制备有机/无机复合材料方面的应用
• 1.3 骨组织工程
• 1.3.1 骨组织结构
• 1.3.2 骨组织工程支架常用材料
• 1.3.3 骨组织支架制备方法
• 1.4 仿生矿化
• 1.4.1 矿化的提出
• 1.4.2 仿生矿化原理
• 1.4.3 仿生矿化方法
• 1.4.4 仿生矿化的溶液的配制
• 1.4.5 用于仿生矿化的基质材料
• 1.5 课题的提出
• 第二章 PLGA/明胶电纺纤维膜性能研究
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 实验设备
• 2.1.3 PLGA/GEL混和溶液的配置
• 2.1.4 PLGA/GEL电纺纤维膜的制备
• 2.1.5 电纺纤维膜中GEL的交联
• 2.1.6 测试与表征
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 电纺溶液的相容性
• 2.2.2 混和溶液的电纺
• 2.2.3 组分含量
• 2.2.4 GEL的溶出现象
• 2.2.5 电纺纤维膜的交联
• 2.2.6 吸水率
• 2.2.7 力学性能
• 2.3 本章小结
• 第三章PLGA/明胶电纺纤维膜的仿生矿化
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验原料
• 3.1.2 实验设备
• 3.1.3 电纺过程
• 3.1.4 电纺纤维膜中GEL的交联
• 3.1.5 电纺纤维膜的矿化
• 3.1.6 矿化物的表征
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 矿化物成分分析
• 3.2.2 矿化时间的影响
• 3.2.3 GEL含量对矿化的影响
• 3.2.4 交联的影响
• 3.3 本章小结
• 第四章 全文主要结论
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 附录1 PBS溶液的配制
• 附录2 明胶标准曲线的测定
• 附录3 10SBF 的配制
• 附录4 PLGA/明胶交联后红外谱图
• 致谢