SF-COL-PLCL和SF-COL-PLLA静电纺丝三维纳米纤维支架材料的性能研究
文章编号:１００１-９７３１(２０１４)０３-０３１４１-０４
SF/COL/PLCL和SF/COL/PLLA静电纺丝三维纳米
纤维支架材料的性能研究?
刘一琪,张忠芮,殷丽华,程文晓,秦子顺,余红豆,余占海
(兰州大学口腔医学院,兰州７３００００)
摘一要:一以具有良好生物相容性二生物可降解性的聚乳酸-聚己内酯(PLCL)和聚左旋乳酸(PLLA)为原料,通过静电纺丝法,以７０?３０为质量比的SF/COL分别和聚左旋乳酸二聚左旋乳酸-己内酯共混制备不同质量比的纳米纤维支架材料.采用X射线衍射二热重分析等方法对复合材料的理化性能进行表征并对其交联前后的性能进行探讨和比较.结果表明,SF/COL与高分子聚合物复合后其分子结构和热稳定性变化不明显,交联后复合纳米纤维支架β化程度二结晶度和热稳定性较交联前均有所增加,能形成稳定的分子构象,热稳定性有所提高,在组织工程中可为特定细胞提供结构支持,有望成为一种新型的组织工程支架材料.关键词:一静电纺丝;聚左旋乳酸;聚左旋乳酸-己内酯;三维纳米支架
中图分类号:一TQ３４０．６４文献标识码:A DOI:１０．３９６９/j．issn．１００１-９７３１．２０１４．０３．００５
１一引一言
组织工程学是运用生命科学的原理和方法,在体外构建一个有生物活性的种植体,植入体内修复组织缺损,替代器官功能,达到提高生存质量二延长生命活动的目的[１].静电纺丝技术(简称 电纺 )最早由Formhals等在１９３４年实现[２].采用此技术可以制得仿生性优良的支架材料,电纺纤维的尺度可以控制在微米到纳米级.支架材料的孔隙率和孔径等也可以通过制备过程中的一系列加工参数加以调控[３],进而有效地控制细胞的增殖二扩散二组织形态成型[４].静电纺丝技术制备纳米纤维支架材料因其简单易行二成本低,并且能较好地模拟细胞外基质的结构和功能广泛应用于组织工程[５-６].
丝素蛋白(silk fibroin,SF)是自蚕丝提取的天然支架材料,具有良好的生物相容性二生物可降解性二良好的透气性二透湿性二无免疫原性等优异的生物学性能[７].采用静电纺丝法可制得具有多空结构和高比表面积的再生丝素纳米纤维,可用作细胞支架材料二伤口包敷材料等[８-９].
胶原蛋白(colla g en)是人类及哺乳动物结缔组织细胞外基质的主要成分,免疫原性低二组织相容性好,有利于细胞的维持和促进蛋白多糖的合成,并可参与组织的愈合过程,是组织工程中最具潜力的支架材料之一.但单一的胶原材料机械性能和抗水性较差,在体内降解较快[１０-１１].
聚乳酸(p ol y lactic acid,PLA)是一种合成高分子聚合物,通过静电纺丝形成的电纺膜尺寸稳定性好,且具有优良的力学性能及生物性能[１２].因其良好的生物可降解性[１３]和生物相容性而在骨内固定[１４-１５]二可控药物释放[１６]和组织工程等领域有着广泛应用.但因聚乳酸结构中缺乏亲水性基团而使其材料表面产生了强疏水性,严重地影响了它与细胞的亲和性;同时聚乳酸降解产物偏酸性,在体内易引起无菌性炎症,所以多与其它材料复合以增强其理化性能,降低其p H 值[１７].静电纺丝法制备的聚乳酸超细纤维具有孔隙率高二孔径/结构可调二生物相容性良好等特点,已成为组织工程支架材料研究的热点[１８].
本文研究以具有良好生物相容性二生物可降解性的聚乳酸-聚己内酯(PLCL)和聚左旋乳酸(PLLA)为原料,通过静电纺丝法,以７０?３０为质量比的SF/ COL分别和聚左旋乳酸二聚左旋乳酸-己内酯共混制备不同质量比的纳米纤维支架材料.采用X射线衍射二热重分析等方法对复合材料的理化性能进行表征,并对其交联前后的性能进行探讨和比较.
２一材料和方法
２．１一材料
SF,天然家蚕桑蚕茧提取,COL,主要为Ι型胶原,四川铭让生物科技有限公司;PLCL,m(PCL)?m(PLLA)＝７５?２５,PLLA(分子量１０００００),HFIP (分析纯),无水NaCO３(分析纯)等购于上海化学试剂厂,无水CaCL２(分析纯),２５％戊二醛(分析纯,分子量１００．１２,上海中泰化学试剂有限公司).２．２一设备
高压静电发生器(DW-P５０３-１ACDF),X射线衍射仪,热重仪(TG２０９F１).
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刘一琪等:SF/COL/PLCL和SF/COL/PLLA静电纺丝三维纳米纤维支架材料的性能研究
?基金项目:国家自然科学基金青年科学基金资助项目(８１１０２７１２);甘肃省陇原青年创新人才扶持计划资助项目(B类)
收到初稿日期:２０１３-０８-２８收到修改稿日期:２０１３-１２-２１通讯作者:余占海,E-mail:y uzhanhai＠lzu．edu．cn 作者简介:刘一琪一(１９８７－),女,宁夏中卫人,在读硕士,师承余占海教授,从事组织工程支架材料研究.