改性L-聚乳酸的靜電紡絲及其纖維膜的結(jié)構(gòu)與性能.pdf

1、組織工程支架材料是當(dāng)前的熱點(diǎn)研究方向，尤其是采用靜電紡絲技術(shù)制備的纖維膜在組織工程領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。本學(xué)位論文以可生物降解的L-聚乳酸(PLLA)為研究對(duì)象，采用共聚、共混、復(fù)合的方法對(duì)PLLA 進(jìn)行改性，研究其靜電紡絲工藝及其纖維膜的結(jié)構(gòu)與性能，并在纖維膜表面進(jìn)行硫酸軟骨素、殼聚糖的靜電自組裝以提高纖維膜的親水性、擴(kuò)大其在生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。論文的研究?jī)?nèi)容和主要結(jié)果如下：
　　 (1)通過(guò)偶聯(lián)反應(yīng)，以羥基封端的L-聚乳酸(

2、PLLA-diols)為硬段、聚己內(nèi)酯(PCL)或聚乙二醇(PEG)為軟段合成了PLLA-b-PCL、 PLLA-b-PEG 嵌段共聚物，采用靜電紡絲技術(shù)制備了共聚物纖維膜。研究了共聚組分對(duì)PLLA 結(jié)晶性能、電紡纖維的形貌、纖維膜力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明在共聚物中結(jié)晶相主要是PLLA 相，且共聚物中PLLA的結(jié)晶度隨著PLLA 含量增加而增加；共聚物電紡纖維的直徑隨著PCL、PEG組分含量的增加及溶液濃度的降低而減小；在保持較高強(qiáng)度和

3、楊氏模量的同時(shí)，PCL和PEG 提高了共聚物纖維膜的斷裂伸長(zhǎng)率。
　　 (2) 采用溶液靜電紡絲工藝制備了PLLA/PCL 共混物纖維膜，考察了影響纖維形貌的因素，研究了纖維膜的孔隙率、結(jié)晶性、力學(xué)性能和生物相容性。在PLLA/PCL質(zhì)量比1/1、溶液濃度為10wt％、電壓為20kV、接收距離為15cm的條件下得到最佳形貌的纖維；隨著PCL 含量增加，共混纖維膜的模量和拉伸強(qiáng)度逐漸降低、而斷裂伸長(zhǎng)率增加，高的孔隙率和良好的力學(xué)性

4、能使其具備成為組織工程支架的條件。倒置相差顯微鏡(IPCM)和SEM 結(jié)果表明脂肪源干細(xì)胞(ADSCs)在PLLA/PCL 纖維膜支架上生長(zhǎng)的數(shù)量隨著種植時(shí)間的增加而增加，形成沿著支架三維網(wǎng)絡(luò)方向生長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)。MTT 實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明共混纖維膜支架有利于ADSCs的粘附和生長(zhǎng)，且ADSCs在支架上分別向成骨細(xì)胞和脂肪細(xì)胞誘導(dǎo)分化成功，進(jìn)一步說(shuō)明PLLA/PCL 纖維膜支架可以在組織工程中替代原生ECM。
　　 (3) 采用靜電紡絲工藝

5、制備了高度取向的PLLA/PCL/F-MWNT 復(fù)合纖維膜。研究了F-MWNT對(duì)纖維的形貌、孔隙率、熱穩(wěn)定性、結(jié)晶性、降解速率、力學(xué)性能和生物相容性的影響。結(jié)果表明F-MWNTs在纖維中沿著軸向分布，隨著F-MWNTs 含量增加，電紡纖維直徑由于電紡溶液的電導(dǎo)率增加而變得更細(xì)；F-MWNTs 顯著提高了復(fù)合纖維膜的熱穩(wěn)定性和降解速率。雖然在電紡過(guò)程中，F(xiàn)-MWNTs 妨礙了PLLA/PCL的結(jié)晶，但在冷結(jié)晶過(guò)程中，F(xiàn)-MWNTs 起到晶

6、核的作用促進(jìn)PLLA 相的結(jié)晶。1.25wt％含量的F-MWNTs對(duì)取向復(fù)合纖維同時(shí)起到增強(qiáng)增韌的作用。MTT 實(shí)驗(yàn)證明PLLA/PCL/F-MWNT 復(fù)合纖維膜支架有利于ADSCs的粘附，具有良好的細(xì)胞相容性。
　　 (4) 采用靜電自組裝技術(shù)在PLLA/PCL、PLLA/PCL/F-MWNT 復(fù)合纖維膜表面組裝硫酸軟骨素(CS)/殼聚糖(CHS)復(fù)合膜。研究纖維膜表面修飾前后的形貌、結(jié)構(gòu)和親水性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)1,6-己二胺