靜電紡漏斗網(wǎng)蛛蛛絲納米纖維的制備、表征及其生物相容性研究.pdf

1、靜電紡絲技術(shù)是目前制備納米纖維最重要的基本方法之一。這一技術(shù)的核心是使聚合物熔體或溶液在高壓靜電作用下，克服表面張力形成一股帶電的噴射流，之后纖維固化，納米級(jí)纖維以無(wú)序狀排列在收集板上，形成類似無(wú)紡布狀纖維膜。該纖維因具有細(xì)度小、表面積大、孔隙率高的形態(tài)特點(diǎn)，可作為細(xì)胞生長(zhǎng)的多孔支架，有利于細(xì)胞粘附和增殖，也可作為人工移植血管、創(chuàng)面覆蓋材料及藥物載體，廣泛應(yīng)用于組織工程及其它生物醫(yī)學(xué)材料。迄今為止，蜘蛛絲是所發(fā)現(xiàn)的集強(qiáng)度、剛性和彈性為一

2、體的最為優(yōu)良材料之一。此外，蜘蛛絲具有良好的生物相容性、透氧透濕性和生物可降解性，符合組織工程材料要求。最近，在蜘蛛絲的基因識(shí)別、人工合成以及基因表達(dá)上的成功，引發(fā)了研究者對(duì)蜘蛛蛋白的分子結(jié)構(gòu)和性能的研究興趣。 本課題以漏斗網(wǎng)蛛牽引絲為研究對(duì)象，在分析了蜘蛛絲溶液的成絲性能的基礎(chǔ)上，研究了靜電紡漏斗網(wǎng)蛛蛛絲纖維膜的性能、后處理對(duì)纖維膜性能的影響、靜電紡蛛絲纖維膜的生物相容性以及靜電紡蛛絲/膠原纖維膜的性能等。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如

3、下： 漏斗網(wǎng)蛛蛛絲在288.2℃時(shí)開(kāi)始分解；在酰胺Ⅱ和酰胺Ⅲ區(qū)，存在明顯的β-折疊峰，X射線衍射結(jié)果表明天然蜘蛛絲在2θ=20.7°附近有強(qiáng)的β-折疊衍射峰。 以HFIP為溶劑進(jìn)行靜電紡絲，纖維的平均直徑隨著電壓增大，先減小后增大；隨著溶液供液速度的增大而增大；接收距離較小時(shí)，纖維較粗并有很多分叉，隨著接收距離的增大，纖維直徑變小。所得纖維在279.8℃開(kāi)始分解，力學(xué)性能由于二級(jí)結(jié)構(gòu)和結(jié)晶的變化而變化，斷裂強(qiáng)度和初始楊氏

4、模量都遠(yuǎn)低于報(bào)道的天然蜘蛛牽引絲的斷裂強(qiáng)度和初始楊氏模量，斷裂伸長(zhǎng)率和報(bào)道的天然蜘蛛牽引絲的斷裂伸長(zhǎng)率相當(dāng)。 所制備的纖維膜經(jīng)甲醇、乙醇和水浸泡后發(fā)生收縮，纖維溶脹明顯，結(jié)晶晶型變化，力學(xué)性能不同程度變化。 材料經(jīng)過(guò)四周的降解，從形態(tài)上看出材料只是出現(xiàn)了微細(xì)纖維和較粗纖維的分支斷開(kāi)，較粗的纖維沒(méi)有發(fā)現(xiàn)斷裂；細(xì)胞形態(tài)和增殖實(shí)驗(yàn)表明，細(xì)胞能夠很好的生長(zhǎng)，材料具有良好的生物相容性。 靜電紡蛛絲/膠原纖維混合溶液可以發(fā)現(xiàn)

5、，隨著膠原比例的增大，纖維直徑增加，并出現(xiàn)明顯的分叉；DSC數(shù)據(jù)顯示，靜電紡蛛絲/膠原纖維膜在膠原比例大于等于50％時(shí)，在250℃以下會(huì)出現(xiàn)第一次熱分解，并且玻璃化轉(zhuǎn)變消失，在320℃左右，熱分解溫度隨著膠原比例的增大而降低；FTIR結(jié)果顯示，膠原與蜘蛛絲蛋白分子之間存在著分子作用力，但是此相互作用力較弱，不足以使構(gòu)象發(fā)生轉(zhuǎn)變；XRD分析表明，隨著溶液中蜘蛛絲含量的增加，纖維表現(xiàn)出靜電紡漏斗網(wǎng)蛛蛛絲纖維的特征衍射峰；在蛛絲溶液中溶入膠原