新型類人膠原蛋白-殼聚糖靜電紡絲納米纖維結(jié)構(gòu)組織工程支架的構(gòu)建與研究.pdf

1、本研究首次嘗試靜電紡絲法制備類人膠原蛋白(Human-like collagen,HLC)-殼聚糖(chitosan)納米纖維薄膜，并采用掃描電鏡對(duì)獲得的薄膜的表面形貌進(jìn)行了觀察，通過(guò)對(duì)比不同配比紡絲溶液的性質(zhì)與靜電紡絲結(jié)果之間的關(guān)系，探索了HLC與chitosan水溶液成功進(jìn)行紡絲的條件。研究發(fā)現(xiàn)，改變分子排布狀態(tài)是靜電紡絲成功的關(guān)鍵，物質(zhì)成功進(jìn)行靜電紡絲均是通過(guò)分子長(zhǎng)鏈在合適的溶劑中舒展后進(jìn)行纏繞與拉伸實(shí)現(xiàn)的。由于HLC分子量過(guò)低，

2、分子鏈太短導(dǎo)致純的HLC水溶液無(wú)法紡絲；純的chitosan分子在酸性水溶液中存在分子內(nèi)氫鍵與疏水聚合作用無(wú)法舒展開(kāi)，達(dá)不到紡絲所必須的分子鏈纏繞與拉伸，也無(wú)法進(jìn)行紡絲。加入大分子量的聚環(huán)氧乙烷(PEO)能夠?yàn)镠LC分子鏈提供彼此纏繞的軸，并且能夠打斷chitosan分子間的較強(qiáng)作用力使其與PEO分子相互纏繞拉伸，從而大大改善了HLC與chitosan的紡絲性質(zhì)，使其可紡。后期的紅外檢測(cè)表明交聯(lián)與漂洗處理后的薄膜中不含或只含痕量PEO，

3、這意味著PEO作為靜電紡絲的添加劑，具有可以去除的優(yōu)點(diǎn)。這一部分的研究首次總結(jié)出使各類生物大分子材料均能夠成功進(jìn)行紡絲的條件，也為成功通過(guò)靜電紡絲復(fù)合親水性與疏水性材料做了前期研究與理論分析。
　　 在不同配比的HLC/chitosan水系溶液中混合不同濃度的PEO后成功紡絲，可獲得纖維直徑為112±35 nm～413±62 nm的薄膜，電鏡觀察纖維中無(wú)串珠結(jié)構(gòu)。交聯(lián)處理時(shí)發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)類人膠原蛋白與殼聚糖的總濃度為PEO濃度的4倍

4、以上時(shí)，漂洗過(guò)程中薄膜結(jié)構(gòu)不會(huì)瓦解。同組相比，交聯(lián)后纖維直徑增大；交聯(lián)后不含殼聚糖的薄膜會(huì)失去纖維結(jié)構(gòu)，僅能觀察到纖維痕跡；而HLC與chitosan的復(fù)合材料組中，G組(HLC/chitosan/PEO=4/3/1)材料的纖維形貌最為均一，能夠模擬細(xì)胞外基質(zhì)的組成與構(gòu)象。熱重分析表明交聯(lián)后的薄膜具有更好的熱穩(wěn)定性。獲得的G組薄膜最大應(yīng)力為630±23 kPa，應(yīng)變可達(dá)13±0.2％，具有較高的楊氏模量5.5±0.13 MPa。體外降解