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《浙江大学》 2006年
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同轴电纺在组织工程支架表面改性中的应用

赵鹏程  
【摘要】:在本研究中,采用同轴共电纺制备了生物降解性核壳纤维膜,用于组织工程支架。选择生物降解性合成材料聚己内酯作为核壳纤维的内核,为复合纤维支架提供适宜的机械性能;选择细胞相容性天然材料明胶或玉米醇溶蛋白作为核壳纤维的外壳,以增强细胞在纤维支架中的粘附增殖。 首先我们研究了聚己内酯/明胶核壳纤维体系;研究中重点考察了内核纺丝液进料速度对纤维形态、组成、机械性能等的影响。研究发现:当内核纺丝液进料速度小于临界进料速度时,可以通过同轴电纺制备出表面光滑且形态均一的核壳结构复合纤维。通过改变内核纺丝液的进料速度,可以很方便地改变纤维各方面性能。复合纤维的壳层为明胶,但其中含有少量内核材料聚己内酯;纤维内核为聚己内酯,其分子链的取向程度高于单轴电纺纤维中的分子链。可以用戊二醛作为交联剂将复合纤维壳层的明胶交联固定;交联条件对纤维支架的形态和孔隙率有一定影响。交联前的电纺纤维膜呈现不连续的应力-应变响应,这归因于复合纤维的内外层的断裂伸长率不同;壳层交联可以增强纤维支架的力学性能。交联纤维膜在与水结合后表现出与聚己内酯电纺膜相似的拉伸行为。初步的生物测评表明,核壳纤维支架能够促进成纤维细胞在支架中的吸附增殖。 接下来,我们研究了聚己内酯/玉米醇溶蛋白核壳纤维体系。研究发现:当内核纺丝液进料速度小于临界进料速时,可以通过同轴电纺制备出表面光滑且形态均一的核壳结构复合纤维。通过改变内核纺丝液的进料速度,可以很方便地改变纤维直径、纤维形态以及纤维的化学组成。复合纤维的壳层为玉米醇溶蛋白,其显著改善了聚己内酯纤维支架的表面浸润性;内核为聚己内酯,其分子的聚集态结构与聚己内酯单轴电纺纤维相似。该核壳纤维膜的力学性能受纤维组成影响较大:随内核含量提高,纤维膜的断裂伸长率增大,但屈服强度下降;提高核壳纤维中内核含量可显著改善纤维支架在水相中的形态稳定性。 通过上述研究,我们发现通过同轴共电纺可以获得具有优良细胞亲和性且形态稳定性较好的纤维支架,即同轴电纺可用以实现对单轴电纺纤维支架的表面改性。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:R318.08

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