無機離子對殼聚糖-聚環(huán)氧乙烷復合物可紡性的影響及規(guī)模化靜電紡絲制膜研究.pdf

1、生物醫(yī)用高分子材料是一個社會文明程度的物化,并伴隨于人類社會的發(fā)展。高分子材料廣泛應用于醫(yī)學領域始于20世紀50年代。利用靜電紡絲技術制備的生物醫(yī)用高分子材料具有長徑比高、比表面積大、孔隙率高等特點,已經得到了人們的廣泛關注。但是,大量高分子材料難以借助環(huán)境友好的溶劑或者簡單的技術條件實現(xiàn)高壓靜電紡絲并應用于醫(yī)學領域。本文選取生物材料中常用的殼聚糖(Chitosan;簡記為Chi)和分子結構簡單、性能穩(wěn)定的聚環(huán)氧乙烷(PEO),通過系統(tǒng)

2、探索Chi和PEO復合體系的可紡性,以及實現(xiàn)規(guī)?；苽涞耐緩?取得了良好的研究成果。具體研究內容和相關成果如下:
　　 1.無機金屬離子介導Chi/PEO復合物可紡性研究
　　 首先,在目前常規(guī)靜電紡絲實驗裝備條件下,向Chi中加入不同比例PEO組分進行紡絲,發(fā)現(xiàn)隨著PEO組分顯著增加,Chi的可紡性得到改善,在Chi:PEO質量比為1:9時得到連續(xù)的、表面光滑的納米級纖維(直徑為150-200 nm)。其次,選擇難以實

3、現(xiàn)電紡的Chi/PEO配比條件,分別研究了一、二、三價金屬離子(Na+、Ca2+、Fe3+)對該高分子復合溶液可紡性的影響。結果發(fā)現(xiàn),Na+離子在較低濃度下(0.2％)可改善Chi/PEO復合物的可紡性,并在0.4-1.6％范圍具有優(yōu)良的纖維形貌,并發(fā)現(xiàn)Na+離子在電紡過程發(fā)生二次結晶,在納米級纖維體中析出NaCl晶體。在利用K+離子改善Chi/PEO復合物可紡性實驗中也得到類似結果。相關研究還證實,Ca2+和Fe3+也可以顯著改善Ch

4、i/PEO復合物的可紡性,其含量分別在0.4-1.2％和0.6-1.0％時得到連續(xù)納米級纖維。依據上述無機金屬離子介導Chi/PEO復合物電紡的一般規(guī)律,還成功制各了一元到四元人體生理代謝必需的微量元素(Mg2+、Zn2+、Sr2+、Fe2+)摻雜復合物納米纖維。這些研究結果表明,人體生理代謝中的一些無機金屬離子和微量元素能顯著改善殼聚糖類高分子材料靜電紡絲的可紡性,可望在創(chuàng)傷覆蓋膜、骨再生引導膜以及營養(yǎng)學等領域開拓其應用價值。

5、　　 2.規(guī)?；B續(xù)制備Chi/PEO復合膜研究
　　 常規(guī)的單噴頭噴絲.非運動接收載體型靜電紡絲裝備是制約靜電紡絲膜材料商用化的瓶頸。據此,本課題對噴頭數量和布局,接收載體形貌和運動方式等進行了改進,并探討了連續(xù)規(guī)?；o電紡絲成膜的可行性。初步研究發(fā)現(xiàn),從單噴頭到二、三、四、六噴頭組合均能實現(xiàn)復合物納米纖維電紡并形成連續(xù)薄膜;同時,將載體由靜態(tài)改為同軸轉動,也能形成纖維薄膜。這一研究為高壓靜電紡絲連續(xù)成膜和規(guī)?；L提供了良