靜電紡絲法制備聚乳酸及改性聚乳酸納米纖維.pdf

1、聚乳酸(PDLLA)是一種具有良好生物降解性和生物相容性的醫(yī)用高分子材料，在骨科內(nèi)固定修復(fù)、緩控釋藥物載體和組織工程等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。但聚乳酸為聚酯類，其結(jié)構(gòu)中缺少親水基團(tuán)，表面為強(qiáng)疏水性，應(yīng)用于組織工程等領(lǐng)域時嚴(yán)重影響材料與細(xì)胞的親和性，因而在一定程度上限制了聚乳酸在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。因此本文采用馬來酸酐進(jìn)行了聚乳酸的改性研究，即在聚乳酸上引入活性酸酐鍵，得到了馬來酸酐改性聚乳酸(MPDLLA)。并對其合成工藝進(jìn)行了優(yōu)化，對產(chǎn)

2、物的性能進(jìn)行了測試和結(jié)構(gòu)表征。 以PDLLA為原料采用靜電紡絲的方法，制得PDLLA納米纖維膜，并研究了靜電壓、高聚物溶液濃度、接收距離、噴射孔孔徑、溶液溫度、溶液電導(dǎo)率等因素對PDLLA靜電紡絲的影響進(jìn)行了深入的研究，從分子間作用力、電場力、表面張力等角度分析了這些因素影響靜電紡絲的根本原因。 以制備的MPDLLA為原料首次成功地使用靜電紡絲的方法制作了MPDLLA納米超細(xì)纖維膜。并在掃描電子顯微鏡下對其表面進(jìn)行了觀察

3、。與未改性的PDLLA納米纖維膜相比，改性PDLLA納米纖維的排列更加雜亂無序化；從纖維粗細(xì)上比較，改性PDLLA納米纖維較PDLLA納米纖維更細(xì)，這可能與改性PDLLA納米纖維親水性較好有關(guān)。 作為納米纖維膜應(yīng)具有三維多孔結(jié)構(gòu)，較高孔隙率和相互貫通的孔隙，相對穩(wěn)定及一定的力學(xué)性能。因此對于PDLLA和MPDLLA靜電紡絲納米纖維無紡布來說，在這些方面進(jìn)行體外評價是必要的。本文對PDLLA和MPDLLA靜電紡絲納米纖維無紡布在接

4、觸角、孔隙率、力學(xué)性能以及降解行為等方面進(jìn)行了較為全面的分析和比較，同時與兩種物質(zhì)的流延膜進(jìn)行了對比。從孔隙率的測定結(jié)果看，MPDLLA的孔隙率大(為88.1％)，PDLLA的孔隙率小(為83.7％)；接觸角測定結(jié)果顯示MPDLLA納米纖維膜接觸角明顯低于PDLLA納米纖維膜接觸角，這說明MPDLLA納米纖維膜的親水性較PDLLA納米纖維膜的親水性好。體外降解粘度測定結(jié)果表明由于四種物質(zhì)降解分子量不斷減小，在浸泡相同時間下，四種樣品特性

5、粘度損失程度都大于重量損失程度，并且電紡絲膜重量損失和流延膜重量損失都不大，這可以解釋為PDLLA降解產(chǎn)物的溶出滯后于PDLLA分子的水解。PDLLA降解時首先是PDLLA大分子鏈由于水解而逐漸斷裂，但大分子鏈水解的開始并不意味著重量損失的開始，只有當(dāng)水解達(dá)到一定程度，降解產(chǎn)生的小分子物質(zhì)才會逐步溶出，因此表現(xiàn)出特性粘度損失程度都大于重量損失程度現(xiàn)象。 PDLLA電紡絲膜與流延膜在結(jié)構(gòu)形貌上的不同引起在降解行為上的差異。但從特性

6、粘度變化來看，流延膜特性粘度下降明顯快于電紡絲膜，說明流延膜的降解速度快于電紡絲膜。這可通過降解產(chǎn)物的溶出機(jī)理和聚乳酸降解過程中的自催化機(jī)理來解釋，即聚乳酸的降解產(chǎn)物乳酸對聚乳酸本身的降解具有催化作用，由于流延膜中降解產(chǎn)物釋放到溶液中的速度比多孔的電紡絲膜慢，這使未紡膜中乳酸含量高于電紡絲膜中乳酸含量，在相同條件下未紡膜中參與水解的PDLLA分子比電紡絲膜多，從而表現(xiàn)在特性粘度上，未紡膜的特性粘度降低更快。 不管流延膜還是電紡絲

7、膜，MPDLLA粘度的降低速度明顯快于PDLLA的粘度降低速度。這表明不管結(jié)構(gòu)形貌如何，MPDLLA的降解速度明顯快于PDLLA。另外，本文還首次成功地實(shí)現(xiàn)了電紡絲納米纖維對加替沙星的擔(dān)載及釋放，由SEM測定結(jié)果表明，與未載藥PDLLA納米纖維相比載藥量為15％的PDLLA納米纖維分布更加均勻。從放大到25000倍的電鏡圖中可以看出載藥量為15％的PDLLA納米纖維表面非常光滑，纖維內(nèi)部無顆粒，從而實(shí)現(xiàn)了電紡絲納米纖維對藥物的包埋，并且