静电纺纳米纤维交联体系的构建与评价研究

论文摘要

静电纺丝技术是现阶段一种制备数十到数百纳米纤维的有效方法。由于生物高分子具有良好的生物相容性,近年来国内外都对生物高分子的静电纺丝做了大量的研究。这种静电纺生物高分子在组织工程支架、组织修复等方面具有独特的优势。胶原蛋白,明胶,壳聚糖等天然生物材料具有良好的生物和化学特性。它们来源广泛;具有低抗原性、良好的生物相容性、生物可降解性且在体内一定时间内分解成易于吸收的小分子,具有较好的可溶解性,官能团多容易改性,易于细胞在其材料表面增殖生长。胶原蛋白与明胶,壳聚糖从仿生角度出发生物医学领域均具有广泛的应用前景。经过多年的生物和临床应用,人们发现他们作为生物支架材料的不足,这严重制约着其良好特性的发挥。人们发现,天然生物材料力学强度不大,不能承受作为体内组织器官的力学环境的要求。因此对他们进行交联改性研究就显得非常必要,而它们常采用的传统交联方法大都使用化学合成类交联剂,而这类交联剂本身均具有很高或相对较高的细胞毒性,导致所得的生物材料在植入人体以后,会影响受体正常组织的生长。基于对以往已经应用在胶原蛋白,多糖的各种物理和化学交联改性方法的总结,本文从降低交联剂对交联制品毒性的角度出发,通过对交联剂的筛选,制备了以天然化合物京尼平（Genipin）为交联剂的共混明胶静电纺纳米纤维、蒸汽交联明胶静电纺膜及胶原蛋白—壳聚糖复合蒸汽交联静电纺纳米纤维,并对其形态（SEM）、X衍射（XRD）、热分析（DSC、TG）、亲疏水性、力学性能及生物相容性进行了研究。结果表明京尼平作为交联剂并进能够有效改进材料的物化性能,并且有良好的生物相容性,从而建立了明胶、胶原-壳聚糖无毒化的交联方法。据此又制备了以京尼平为交联剂的明胶支架、壳聚糖-胶原蛋白复合支架材料,开发出了可望用于组织工程的支架材料。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 组织工程与生物材料
• 1.1.1 组织工程
• 1.1.2 生物材料
• 1.2 静电纺生物高分子纳米纤维
• 1.2.1 纳米纤维与静电纺丝
• 1.2.2 生物高分子的静电纺丝
• 1.3 天然高分子材料交联改性
• 1.3.1 交联的基本原理及方法
• 1.3.2 天然生物交联剂京尼平
• 1.4 本文的研究内容与意义
• 1.5 本文的主要创新点
• 第二章 静电纺共混明胶/京尼平纳米纤维膜的制备与表征
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验材料和仪器
• 2.2.2 共混明胶纳米纤维的制备
• 2.2.3 测试与表征
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 扫描电镜测试
• 2.3.2 热分析
• 2.3.3 X衍射分析
• 2.3.4 亲疏水性测试
• 2.3.5 拉伸力学性能测试
• 2.4 本章结论
• 第三章 蒸汽交联法改性电纺明胶纳米纤维
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验材料和仪器
• 3.2.2 蒸汽型明胶纳米纤维的制备
• 3.2.3 测试与表征
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 扫描电镜测试
• 3.3.2 热分析
• 3.3.3 X衍射分析
• 3.3.4 亲疏水性测试
• 3.3.5 拉伸力学性能测试
• 3.4 本章结论
• 第四章 戊二醛与京尼平改性胶原蛋白/壳聚糖纳米纤维
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验材料和仪器
• 4.2.2 纳米纤维制备与交联
• 4.2.3 测试与表征
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 扫描电镜测试
• 4.3.2 红外光谱分析
• 4.3.3 X衍射分析
• 4.3.4 热分析
• 4.3.5 亲疏水性测试
• 4.3.6 拉伸力学性能测试
• 4.4 本章结论
• 第五章 交联静电纺纤维的生物相容性评价
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 实验材料和仪器
• 5.2.2 材料准备
• 5.2.3 细胞培养
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 内皮细胞黏附与增殖实验
• 5.3.2 苏木精-伊红染色实验
• 5.4 本章结论
• 参考文献
• 附录 攻读硕士学位期间科研及发表论文情况
• 致谢