PCL納米纖維紗線的制備及其性能研究.pdf

1、隨著紡織工程和醫(yī)療技術(shù)的不斷進步，紡織品材料在醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用越來越廣，人們對醫(yī)用紡織品材料的研究不再拘泥于現(xiàn)狀，而是逐漸結(jié)合高新技術(shù)來加工具有高附加值的醫(yī)用紡織品。傳統(tǒng)紡織加工技術(shù)只能生產(chǎn)直徑至少在10μm以上的纖維，而納米技術(shù)可加工出直徑在幾納米到幾百納米的纖維，賦予材料許多新奇的功能，如體積效應(yīng)、表面效應(yīng)等。納米纖維在作為生物醫(yī)用材料，纖維直徑小，可以有效模擬人體細胞外基質(zhì)中的纖維形態(tài)，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　

2、到目前為止，靜電紡絲技術(shù)是制備納米纖維最直接有效并且簡單通用的方法之一，然而，靜電紡納米纖維大多以雜亂無章的無紡布結(jié)構(gòu)被收集，力學(xué)性能差、缺乏縫編性，無法應(yīng)用于傳統(tǒng)的紡織領(lǐng)域。逐漸被關(guān)注的靜電紡取向納米纖維紗線具有連續(xù)的一維線性纖維集合體特征，可結(jié)合傳統(tǒng)的紡織加工技術(shù)（編織、機織、針織等）加工成尺寸、形狀、孔徑以及力學(xué)性能高度可控的三維納米纖維集合體，滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的各種需求。
　　本文采用改進的靜電紡絲（靜電紡紗）技術(shù)，通過對

3、不同紡絲參數(shù)及探究，成功制備了 PCL取向納米纖維紗線。探究了其生物降解性能和抗菌性能，并將 PCL納米纖維紗線應(yīng)用于傳統(tǒng)紡織技術(shù)，制備了以 PCL取向納米纖維紗線為緯紗，以聚乳酸（PLA）微米長絲為經(jīng)紗的平紋織物小樣，為其在組織工程方向的應(yīng)用做前期準(zhǔn)備工作。
　　首先，從紡絲濃度、紡絲電壓、溶液流量、紡絲距離、導(dǎo)紗距離、圓盤轉(zhuǎn)速六個工藝參數(shù)出發(fā)，探究不同工藝參數(shù)對納米纖維紗線的表觀形態(tài)和力學(xué)性能的影響。從生物醫(yī)用角度出發(fā)，考慮到

4、作為生物醫(yī)用材料所必須的力學(xué)性能和表觀形態(tài)，選出最優(yōu)工藝參數(shù)：溶液濃度0.10 g/ml，紡絲電壓9 kV，溶液流量1 ml/h，紡絲距離20 cm，導(dǎo)紗距離7 cm，圓盤轉(zhuǎn)速250 r/min，得到了直徑在600 nm左右的高取向納米纖維紗線，其纖維形態(tài)與人體組織細胞中的纖維形態(tài)相似，可廣泛應(yīng)用于人體神經(jīng)、血管等方面，在生物醫(yī)用領(lǐng)域具有著很好的應(yīng)用前景。
　　其次，對PCL納米纖維紗線進行體外降解，分別用PBS磷酸緩沖液和0.1

5、 mg/L脂肪酶對納米纖維紗線進行降解處理，探究體外降解對 PCL納米纖維紗線的影響，結(jié)果表明隨著降解時間的延長，PCL納米纖維紗線表面出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，繼續(xù)降解，紗線形狀被完全破壞，隨降解時間增加，紗線失重率不斷增加，強度和伸長率不斷下降，初始模量先增大后減小。
　　然后，通過在紡絲液中添加抗菌劑三氯生，探究PCL納米纖維紗線的抗菌性能，結(jié)果表明：不同抗菌劑含量下對納米紗線和納米纖維的平均直徑和拉伸性能沒有顯著影響；PCL納米纖維紗

6、線在添加少量三氯生抗菌劑后具有良好的抗菌效果，當(dāng)抗菌劑含量達到溶質(zhì)的1.5％時，其對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌率均已達到90%以上。
　　最后，結(jié)合傳統(tǒng)紡織工藝將其編織成平紋織物，探究了PCL納米纖維紗線根據(jù)不同需求編織成不同組織支架的潛力，結(jié)果表明:平紋織物緯向的斷裂強力和初始模量均明顯大于納米纖維膜，可以滿足組織工程的基本機械性能要求，并且相對于納米纖維膜，織物結(jié)構(gòu)孔徑大、孔隙率高，更有利于細胞附著、增殖、滲透生長到內(nèi)部，