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《南京林业大学》 2017年
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纤维素基电纺纤维复合膜的制备及其促植物伤口愈合研究

郭中富  
【摘要】:静电纺丝又称电纺丝,是一种简单高效制备高分子微纳米纤维的技术,具有设备简单、实验成本低、纤维产率高、制备出的纤维比表面积较大、适用广泛的独特优势。近年来,各种生物相容和生物可降解的生物基高分子材料(如醋酸纤维素(CA)、乙基纤维素(EC)、聚乳酸(PLA)、胶原蛋白(Collagen)等)由静电纺丝技术制备得到的微纳米纤维,在伤口敷料、组织工程、药物缓释、能源应用和催化剂负载等领域也得到广泛应用。在本论文中,针对目前不少嫁接难成活树种的嫁接成活率低和部分植物愈伤困难的现实问题,首次提出了将静电纺丝技术和药物缓释控释技术相结合来设计一种有益于促进植物愈伤(提高嫁接存活率)的外源激素长效可控供给的功能性复合电纺纤维膜材料的策略,并针对嫁接中存在的问题,进行了以下有益探索:通过混纺的方法实现聚合物的均匀混合以达到兼顾单一聚合物优异性能的研究较为成熟。在第一部分研究内容中,立足应用于植物嫁接的现实需要,筛选生物相容性良好的醋酸纤维素(CA)作为基底,通过与具有优异力学性能的聚氨酯(PU)进行复合,实现了良好生物相容性与优异力学性能的有机统一。通过对不同配比PU/CA混纺纤维的形貌,纤维膜的理化性能,力学性能、亲疏水性、植物细胞毒性的表征和体外药物释放行为的研究发现:PU/CA混纺纤维膜不仅有效的提高了CA的力学性能,又保留了其良好亲水性和生物相容性的优点,还可以通过调节PU和CA的比例在一定范围内实现混纺膜的亲疏水性和缓释行为的调节,具有力学性能优异、载药率高、释放行为可调控等优点。第二部分研究内容基于同轴静电纺丝技术,以PU-CA芯-壳结构电纺纤维膜作为药物载体;然后同样测试纤维的形貌,纤维膜的理化性能,力学性能、亲疏水性和植物细胞毒性等,结果表明:PU-CA同轴电纺纤维表面光滑,均一性好,亲水性和生物相容性与纯CA十分接近;通过体外药物释放实验研究PU-CA同轴电纺纤维膜的释放行为,相比于PU/CA混纺纤维膜的药物突释和释放周期短的问题得到了有效的解决;通过植物愈伤实验和植物嫁接实验,证明PU-CA同轴电纺膜确有具有促进植物愈伤和提高植物嫁接存活率的作用。针对植物嫁接中可能发生细菌等的感染的问题,本论文的第三部分研究内容在第一部分PU/CA混纺内容的基础上,通过与载银氧化石墨烯(Ag@GO)进行复合,构建了一种具有强抑菌、优异力学性能和长效控释的Ag@GO/PU/CA复合电纺纤维膜;然后测试纤维的形貌,纤维膜的理化性能,以及力学性能,亲疏水性和植物细胞毒性等;结果表明,Ag@GO的加入极大的提高了PU/CA的力学性能;有效的避免了药物的突释现象的出现并有望实现药物的超长效控制释放;增强了单一银纳米粒子的抑菌性能,性能突出。本论文立足于促进植物愈伤(嫁接),以混纺和同轴静电纺丝技术为手段,设计并制备了以上三种PU/AC复合电纺纤维膜,首次提出将电纺膜用于促植物愈伤,为开发新颖的复合电纺纤维膜材料开拓了新的思路,也拓宽了静电纺丝的应用领域。
【学位授予单位】:南京林业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:Q945.52;TQ340.64

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