静电纺丝制备载银聚乳酸纤维敷料及其性能的研究

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随着各种新型医用敷料不断涌现,人们对敷料的要求越来越高。合适的创面敷料应该具有良好的生物相容性,优秀的抗菌活性等特点,使其在伤口早期覆盖和后期修复上发挥重要作用。静电纺丝技术能够制备出高孔隙率,高比表面积的超细纤维,有利于细胞的迁移和生长增殖,促进伤口的愈合。因此,静电纺丝技术是制备新型医用敷料的一个重要方法。通过对几种常见的生物可降解或生物相容性好的材料进行静电纺丝研究,发现有的纤维膜亲水性差,有的材料不能电纺,限制了静电纺丝技术在医用敷料领域的应用。因此,需要对可降解材料进行改良。  本文首先用六氟异丙醇为溶剂,通过静电纺丝法制备出不同比例的聚乳酸(PLA)/聚己内酯(PCL)共混纤维,探究其物理化学性质的区别。SEM图片表明,共混纤维直径约600nm。当聚乳酸和聚己内酯质量比为8:2的时候,两种聚合物相容性好,共混纺丝液能在较慢的流体流动速度和较低的滚筒转速下得到取向度较高的亚微米级纤维。PCL的加入降低了共混纤维的结晶温度和玻璃化转变温度,提高了其熔融温度。接触角测试表明共混纤维静态接触角均高于130℃,亲水性差导致纤维7周后的降解率不超过8%。PLA和 PCL的疏水性限制了其作为新型敷料基材的应用。  通过甲酸/丙酮混合溶液溶解壳聚糖,并用聚乙烯醇促进壳聚糖与聚乳酸和聚己内酯的相容性,成功制备出聚乳酸/聚己内酯-聚乙烯醇-壳聚糖复合纤维薄膜,解决了壳聚糖难以纺丝的问题。SEM图片表明,当聚乙烯醇和壳聚糖的质量比为2:1的时候,得到的纤维直径为270nm,无串珠结构。由于聚乙烯醇和壳聚糖的加入,复合纤维的静态接触角降至80°以下,亲水性能得到提升。DSC分析显示聚乙烯醇和壳聚糖加入使得复合纤维的玻璃化转变温度进一步降低。体外降解7周后复合纤维质量残余约70%,降解速度随着壳聚糖的减少而加快。  以聚乳酸/聚己内酯-聚乙烯醇-壳聚糖为基材,加入 Microkiller?型无机银系抗菌剂,通过静电纺丝法制备出载银复合纤维膜。SEM观察到,纤维直径小于200nm,纤维排列紧密无串珠。复合纤维的静态接触角进一步降低,吸水率达到260%~400%,保水率达到230%~390%,水蒸气通透率超过4400g·m-2·24h-1,满足保湿敷料的基本要求。降解性能测试表明,载银复合纤维7周后降解约30%以上。细胞毒性测试和溶血率测试表明:复合纤维作为敷料对细胞无毒或者低毒,不会引起体外溶血反应。抑菌试验结果表明,当银的含量为0.125‰ wt.时,复合纤维膜对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性菌大肠杆菌的抑菌环直径大于20cm,表现出优异的抗菌活性,作为新型抗菌医用敷料有潜在的应用前景。
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