無機(jī)離子對(duì)殼聚糖-聚環(huán)氧乙烷復(fù)合物可紡性的影響及規(guī)模化靜電紡絲制膜研究.pdf

1、生物醫(yī)用高分子材料是一個(gè)社會(huì)文明程度的物化,并伴隨于人類社會(huì)的發(fā)展。高分子材料廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域始于20世紀(jì)50年代。利用靜電紡絲技術(shù)制備的生物醫(yī)用高分子材料具有長(zhǎng)徑比高、比表面積大、孔隙率高等特點(diǎn),已經(jīng)得到了人們的廣泛關(guān)注。但是,大量高分子材料難以借助環(huán)境友好的溶劑或者簡(jiǎn)單的技術(shù)條件實(shí)現(xiàn)高壓靜電紡絲并應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。本文選取生物材料中常用的殼聚糖(Chitosan;簡(jiǎn)記為Chi)和分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定的聚環(huán)氧乙烷(PEO),通過系統(tǒng)

2、探索Chi和PEO復(fù)合體系的可紡性,以及實(shí)現(xiàn)規(guī)?；苽涞耐緩?取得了良好的研究成果。具體研究?jī)?nèi)容和相關(guān)成果如下:
　　 1.無機(jī)金屬離子介導(dǎo)Chi/PEO復(fù)合物可紡性研究
　　 首先,在目前常規(guī)靜電紡絲實(shí)驗(yàn)裝備條件下,向Chi中加入不同比例PEO組分進(jìn)行紡絲,發(fā)現(xiàn)隨著PEO組分顯著增加,Chi的可紡性得到改善,在Chi:PEO質(zhì)量比為1:9時(shí)得到連續(xù)的、表面光滑的納米級(jí)纖維(直徑為150-200 nm)。其次,選擇難以實(shí)

3、現(xiàn)電紡的Chi/PEO配比條件,分別研究了一、二、三價(jià)金屬離子(Na+、Ca2+、Fe3+)對(duì)該高分子復(fù)合溶液可紡性的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),Na+離子在較低濃度下(0.2％)可改善Chi/PEO復(fù)合物的可紡性,并在0.4-1.6％范圍具有優(yōu)良的纖維形貌,并發(fā)現(xiàn)Na+離子在電紡過程發(fā)生二次結(jié)晶,在納米級(jí)纖維體中析出NaCl晶體。在利用K+離子改善Chi/PEO復(fù)合物可紡性實(shí)驗(yàn)中也得到類似結(jié)果。相關(guān)研究還證實(shí),Ca2+和Fe3+也可以顯著改善Ch

4、i/PEO復(fù)合物的可紡性,其含量分別在0.4-1.2％和0.6-1.0％時(shí)得到連續(xù)納米級(jí)纖維。依據(jù)上述無機(jī)金屬離子介導(dǎo)Chi/PEO復(fù)合物電紡的一般規(guī)律,還成功制各了一元到四元人體生理代謝必需的微量元素(Mg2+、Zn2+、Sr2+、Fe2+)摻雜復(fù)合物納米纖維。這些研究結(jié)果表明,人體生理代謝中的一些無機(jī)金屬離子和微量元素能顯著改善殼聚糖類高分子材料靜電紡絲的可紡性,可望在創(chuàng)傷覆蓋膜、骨再生引導(dǎo)膜以及營(yíng)養(yǎng)學(xué)等領(lǐng)域開拓其應(yīng)用價(jià)值。

5、　　 2.規(guī)模化連續(xù)制備Chi/PEO復(fù)合膜研究
　　 常規(guī)的單噴頭噴絲.非運(yùn)動(dòng)接收載體型靜電紡絲裝備是制約靜電紡絲膜材料商用化的瓶頸。據(jù)此,本課題對(duì)噴頭數(shù)量和布局,接收載體形貌和運(yùn)動(dòng)方式等進(jìn)行了改進(jìn),并探討了連續(xù)規(guī)模化靜電紡絲成膜的可行性。初步研究發(fā)現(xiàn),從單噴頭到二、三、四、六噴頭組合均能實(shí)現(xiàn)復(fù)合物納米纖維電紡并形成連續(xù)薄膜;同時(shí),將載體由靜態(tài)改為同軸轉(zhuǎn)動(dòng),也能形成纖維薄膜。這一研究為高壓靜電紡絲連續(xù)成膜和規(guī)?；L(zhǎng)提供了良