武自伟静电纺丝丝素蛋白支架应用于血管材料
静电纺丝技术在医学中的应用
静电纺丝技术在医学中的应用近年来，静电纺丝技术在医学领域中得到了广泛的应用，这一技术被用于制备纳米级别的医用材料和药物载体，这些材料和药物具有良好的生物相容性和卓越的活性成分释放能力，因此被广泛应用于医学的防治、修复和再生领域。
静电纺丝是一种基于静电力原理的制备纳米级别纤维的技术，主要包括悬浮液制备、电场构建和纤维捕集三个步骤。
该技术通过利用静电力的特性，在电场作用下，将粘性较大的溶液喷雾成纤维，并通过电场作用下纤维的交织与交叉，生成具有良好纤维结构的材料。
因此，该技术可以用于制备各种纳米级别的材料。
在医学领域中，静电纺丝技术可用于制备各种与组织工程、药物载体和医用敷料相关的材料。
例如，该技术可用于制备具有超高比表面积的纳米纤维支架，这种支架可以用于再生领域中，如心血管、神经和骨骼组织的再生和修复。
同时，静电纺丝技术也可以用于制备药物载体，这些载体可以用于控制药物释放，并降低药物剂量和副作用。
此外，基于静电纺丝技术，还可用于制备各种医用敷料材料，如创伤敷料、止血、润滑和导电化等。
近年来，这一技术得到了广泛的关注和研究。
例如，在世界范围内，已经有许多的研究机构和企业利用静电纺丝技术开发和制备各种用于医学的材料和器官。
例如，美国诺斯维奇医学中心（Norwich Medical Center）开发出一种基于静电纺丝技术制备的心血管支架，该支架具有良好的支撑性、生物相容性和再生能力，被广泛用于心血管再生领域中。
此外，静电纺丝技术也被用于制备用于治疗骨髓瘤、前列腺癌、乳腺癌、肝癌和肺癌等癌症的药物载体。
利用静电纺丝技术制备的药物载体，具有良好的药物释放特性、生物相容性和药物负载能力，可以有效地治疗不同类型的癌症。
同时，基于静电纺丝技术，可用于制备各种医用敷料，如创伤敷料、止血、润滑和导电化等。
这些敷料可以用于创伤和手术后修复和治疗。
总之，基于静电纺丝技术制备的材料具有良好的生物相容性、活性成分释放能力、可塑性和高效性，可以有效地用于医学领域中的治疗、修复和再生。
静电纺丝技术构建的丝素蛋白基纤维材料在组织工程领域中的应用
2020年（第35卷）第..1期现代《綢科学与技术27静电纺丝技术构建的丝素蛋白基纤维 材料在组织工程领域中的应用吴晨星，王卉，张克勤(现代国家丝绸工程实验室，江苏苏州215123;苏州大学纺织与服装工程学院，江苏苏州215021)摘要:介绍了近年来采用静电纺丝技术制备的丝素蛋白基纤维材料在组织工程领域的研究进展,重点阐述了静电纺丝素蛋白基纤维材料在皮肤、神经、骨、血管、和肌腱组织修复再生领域的应用，并对目前存在的问题和未来发展方向进行了讨论。
关键词：静电纺丝;丝素蛋白；取向排列;组织工程“组织工程”的概念是在20世纪90年代被提出 的，具体是指利用生物材料制备具有一定形状、结构 和性能的组织工程支架，并在支架上种植种子细胞，然后将支架植入缺损处促进组织的修复和再生，使 其恢复特定的生物功能[1]。
其中，组织工程支架可 为种子细胞提供适于细胞生长分化的三维仿生微环 境，对工程化组织的构建起着重要的作用。
近年来，合成聚合物和天然聚合物都被广泛用于制备组织工 程支架，而前者容易处理和修饰，后者则具有更好的 生物相容性。
天然聚合物中的丝素蛋白材料由于具 有优异的生物相容性、可控的生物降解性、安全无 毒、炎症反应小并且来源丰富等优点，目前成为组织 工程材料研究的热点M。
众所周知，人体内许多组织均具有独特的微观 几何结构，例如肌腱、骨、血管、皮肤、神经、脊髓、心 脏和眼部等组织，各组织所展现的拓扑结构特征是 影响细胞生物学行为的重要物理因素，也是各组织 系统实现其生物功能的基础。
拓扑结构特征可控制 细胞的生长形态和空间排列，因此可以通过材料拓 扑结构的接触诱导作用在体外实现对细胞形态和排 列的控制，这对组织工程研究是十分重要的[3]。
静 电纺丝技术是目前组织工程中常用的一种制造微纳 米纤维结构的构筑技术，静电纺纤维材料具有孔隙率高、连通性好等优点,并且通过静电纺丝过程参数 控制还可灵活控制微/纳米纤维的取向性。
静电纺丝技术在医疗材料上的应用
静电纺丝技术在医疗材料上的应用序言医疗材料一直是医学领域研究的热点之一。
如今，静电纺丝技术已经成为制备医疗材料的一种重要方法。
它的应用领域广泛，包括人工皮肤、血管支架、骨组织工程、药物缓释等。
本文将介绍静电纺丝技术及其在医疗材料上的应用。
什么是静电纺丝技术？静电纺丝技术是一种无需溶剂的纳米材料制备方法。
通常采用的是电纺纤维制备技术，它将高分子材料溶解在某种溶剂中，在高压电场的作用下，溶液从纤维喷孔中喷出，形成纳米级的纤维。
由于材料分散在溶液中，纤维上分布均匀，故静电纺织材料的结构更加致密，具有更好的力学性能。
静电纺丝制备出的材料通常为无序排列的纳米级纤维，具有很大的比表面积和表面能，表面活性物质易于与周围环境交互作用。
另外，静电纺织材料的孔隙结构及直径可以通过喷孔大小、材料组分及操作条件等参数进行调节，具有很好的可控性。
静电纺丝技术在医疗材料上的应用1. 人工皮肤由于烧伤等创伤的发生率不断增长，直接影响了新生组织的形成，催生了人工皮肤的需求。
静电纺丝技术制备的人工皮肤模板可以为真皮和表皮提供支撑，促进创伤愈合。
通常采用的是组合纱线制备方法，内层是仿生胶原蛋白纳米纤维、外层是聚己内酰胺纳米纤维，外观和力学性能均能与天然皮肤接近。
2. 血管支架血管支架的研究一直是生物医学学科的热点之一。
静电纺丝技术可以制备出纳米级细丝，并且可以控制孔洞大小、孔隙度和表面形貌等多个形态属性。
因此，静电纺织材料可以为血管支架提供细密的结构和高密度的网络结构，有利于细胞较好的附着和生长。
3. 骨组织工程骨组织工程是一种利用生物学、物理学和化学等多种学科手段来制备人工生物组织的方法，旨在恢复受损组织的功能。
而静电纺丝技术可以在高压电场的作用下，将各种生物材料溶解并形成纳米级纤维，制备骨组织工程支架。
其结构与骨骼相似，具有较高的生物相容性和力学稳定性。
研究表明，将纳米纤维与骨细胞且接触培养，有助于骨细胞的生长和分化。
4. 药物缓释随着新型药物的开发，药物缓释技术得到了广泛的关注和应用。
静电纺丝制备小直径血管支架
静电纺丝制备小直径血管支架
向萍; 李敏
【期刊名称】《《材料导报》》
【年(卷),期】2011(000)003
【摘要】静电纺丝技术是一种简便易行的新型小直径血管支架制备方法,能够形成与天然血管细胞外基质类似的纳米级三维结构———仿生天然血管细胞外基质,促
进细胞黏附和增殖。
介绍了静电纺丝技术制备小直径血管支架的原理以及对采用不同材料(生物高分子材料、可降解人工合成材料及复合材料)静电纺丝制备的小直径血管支架的理化性能和生物学特征进行了描述与比较,指出了静电纺丝技术制备小
直径血管支架研究的热点与不足。
【总页数】4页(P132-135)
【作者】向萍; 李敏
【作者单位】福建师范大学生命科学学院福州350108
【正文语种】中文
【中图分类】TQ342.83
【相关文献】
1.多层静电纺丝技术制作血管支架 [J], 吴佳林（编译）;张钰（编译）;张幼珠（校）
2.静电纺丝制备小直径血管支架及其血液相容性的研究 [J], 薛正翔;陈登龙;李敏
3.蛛丝蛋白复合材料小直径血管支架的体内降解及体外生物相容性的研究 [J], 赵亮;陈红丽;王勉;解丽芹;徐艳丽;何孟;冯志伟;李敏
4.结合生物3D 打印和静电纺丝制备复合生物可吸收血管支架用于血管狭窄治疗
[J], 刘媛媛;向科;李瑜;陈海萍;胡庆夕
5.静电纺丝制备聚己内酯血管支架及其性能 [J], 孙天舒;范传杰;常瑶;胡呈元;周晓东
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静电纺蛋白—多糖—乳酸己内酯共聚物复合纳米纤维支架用于小口径血管组织工程
静电纺蛋白—多糖—乳酸己内酯共聚物复合纳米纤维支架用于小口径血管组织工程心血管疾病因其较高的发病率成为人类健康的巨大威胁之一。
越来越多的病人,尤其是中老年病人需要修复与再生血管组织,虽然冠状动脉搭桥等外科手术方法已成为常用的治疗手段,但是这些方法易受到自体血管来源短缺、手术消费高等限制,人工血管支架移植成为了心血管疾病治疗的新方法。
目前大直径的血管支架已被成功应用于动脉与髋血管的替换中,但是在小口径血管的移植修复中并没有取得成功,这主要是由于体内微环境对小口径血管支架(直径<6mm)的顺应性、生物力学性能以及细胞血液相容性等有更高的要求,组织工程静电纺复合纳米纤维小口径管状支架展现了重要的应用前景。
本课题从模拟天然细胞外基质的组分、结构和功能出发,选择天然蛋白胶原(COL)和天然多糖壳聚糖(CS)作为原材料,同时添加具有优良生物降解性能和生物力学性能的乳酸己内酯共聚物(P(LLA-CL)),结合合成材料和天然材料各自的优良性能,采用不同的静电纺丝法制备复合材料小口径血管组织工程支架。
通过实验材料配比的选择、支架制备方法的改进、结构性能以及生物安全性的评价研究支架在小口径血管组织工程中的应用潜力。
首先,本实验研究了P(LLA-CL)/COL/CS共混纳米纤维支架在小口径血管组织工程中的应用。
为了将复合材料纳米纤维支架与抗凝药物肝素结合在一起,实验中先对P(LLA-CL)/COL/CS的共混比例进行了综合研究。
将胶原蛋白与壳聚糖的比例恒定为4:1,再将P(LLA-CL)以不同比例与COL/CS共混,通过静电纺丝法制备不同比例的P(LLA-CL)/COL/CS共混纳米纤维支架。
在前期对其力学性能研究的基础上,又深入研究了共混支架的纤维形貌、缝合抗拉强度、热力学稳定性和生物相容性等,结果表明合成材料P(LLA-CL)的加入可以很好地增强共混支架的机械性能和热力学稳定性;而COL/CS材料的加入有效地增强了共混支架的生物相容性,有助于细胞的增殖和形态伸展。
丝素静电纺丝技术的研究进展
丝素静电纺丝技术的研究进展李鹏举;李明忠【摘要】静电纺丝素材料在生物医学等领域具有广阔的开发和应用潜力.丝素静电纺丝所用的溶剂主要有六氟异丙醇、甲酸和水三类.本文综述了用不同溶剂静电纺丝素的纺丝技术及其材料结构、性能的研究进展.【期刊名称】《现代丝绸科学与技术》【年(卷),期】2010(025)002【总页数】5页(P29-33)【关键词】静电纺丝;丝素蛋白;新材料;纤维【作者】李鹏举;李明忠【作者单位】苏州大学纺织与服装工程学院,江苏,苏州,215021;苏州大学纺织与服装工程学院,江苏,苏州,215021【正文语种】中文静电纺丝技术是一种独特的制作纳米纤维的方法,具有制作工序简单、设备廉价、适用范围广泛等优点,近年来引起人们极大的关注[1-2]。
到目前为止,大多数聚合物无论是天然的或者是人造的,通过静电纺丝都能够纺出微米至纳米级的纤维[3]。
这种静电纺的材料能很好的模拟细胞外基质(ECM)的结构,为组织工程支架的制备提供了潜在的方法[4]。
天然材料中的丝素蛋白来源于蚕丝,它具有独特的物理和化学性质。
丝素纤维β折叠结构的存在使其具有优良的机械性质,丝素蛋白具有良好的生物相容性、透氧性、生物可降解性,植入体内后炎症反应轻微[5]。
基于这些性质,丝素蛋白被广泛的应用于生物医学领域,家蚕丝素纤维已用作手术缝合线达数十年[6]。
利用静电纺丝纺制非织造的丝素样品,具有比表面积大、空隙率高、生物相容性好等优点,因此被广泛的研究。
本文将主要回顾了近年来静电纺丝素蛋白的研究现状,对静电纺丝素蛋白未来发展也作了展望。
1 静电纺丝原理及影响因素1934年,Formhals第一次申请了关于静电纺丝加工的专利,1969年 Taylor研究了纺丝装置中喷嘴的液滴向喷射细流转化的过程,这个液滴呈锥形,因而被称作 Taylor 锥[7]。
随后静电纺丝的技术日渐成熟,但是其基本的原理并无大的变化,静电纺设备由3部分组成:高压电源、注射器或者毛细管、收集装置。
小口径人工血管支架材料：问题与前景
小口径人工血管支架材料：问题与前景徐志伟;谭燕;吴昊;李温斌【摘要】BACKGROUND:Long-term patency rate of smal-caliber artificial blood vessels is stil the most important issue to be solved. <br> OBJECTIVE:To review the materials and fabrication technologies of smal-caliber artificial blood vessels as wel as endothelialization of smal-caliber artificial blood vessels. <br> METHODS:A computer-based search of PubMed (2000-2013) and Wanfang database (2003-2013) was done for relevant articles using the key words of“smal-caliber, vascular graft, electrospun, layer-by-layer assembly, endothelialization”in English and Chinese, respectively. A total of 125 articles were retrieved, and final y, 41 were included for further analysis. <br> RESULTS AND CONCLUSION:At present, smal-caliber vascular graft materials include natural biological materials, biodegradable polymers, composite materials and xenogeneic biomaterials. Preparation technologies of smal-caliber artificial blood vessels mainly include electrospinning, self-assembly, rapid prototyping, and gel spinning. Numerous methods can elicit endothelialization of smal-caliber artificial blood vessels, but each method has its flaws and cannot ensure long-term patency radical y. With the development and diversification of preparation technologies and in-depth study of endothelialization of vascular prostheses, the long-term patency of smal-caliber artificial blood vessels wil gradual y be resolved.%背景：小口径人工血管移植后远期通畅率的问题仍然是目前亟待解决的首要问题。
丝素蛋白 静电纺丝
丝素蛋白静电纺丝丝素蛋白是一种重要的生物高分子材料，具有许多独特的性质和潜在的应用价值。
而静电纺丝是一种制备丝素蛋白纤维的有效方法。
本文将从丝素蛋白的特性、静电纺丝的原理和应用等方面进行探讨。
一、丝素蛋白的特性丝素蛋白是一种由昆虫和蜘蛛等动物分泌的蛋白质，具有良好的生物相容性和生物降解性。
它具有优异的力学性能，如高强度、高韧性和高弹性模量，使其成为一种理想的材料用于生物医学领域。
此外，丝素蛋白还具有良好的吸湿性和透气性，能够促进伤口愈合和细胞生长。
二、静电纺丝的原理静电纺丝是一种将溶液中的高分子物质通过电场作用使其形成纤维的方法。
在静电纺丝过程中，首先将丝素蛋白溶液注射到注射器中，并通过高压电场使溶液形成带电的液滴。
随后，液滴在电场的作用下逐渐拉伸和融合，形成纤维。
最后，纤维被收集起来，经过后续处理获得丝素蛋白纤维。
三、静电纺丝的应用静电纺丝可以制备出丝素蛋白纤维，这种纤维具有广泛的应用前景。
在医学领域，丝素蛋白纤维可以作为组织工程支架用于修复组织缺损，如皮肤、骨骼和血管等。
此外，丝素蛋白纤维还可以用于制备药物缓释系统，用于控制药物的释放速率和减少药物毒性。
在纺织品领域，丝素蛋白纤维可以用于制备高性能的纺织品，如高强度的丝素蛋白纤维素皮肤和抗紫外线的丝素蛋白纤维素服装等。
丝素蛋白静电纺丝具有广泛的应用前景。
通过静电纺丝制备的丝素蛋白纤维具有良好的力学性能和生物相容性，可应用于组织工程、药物缓释和纺织品等领域。
然而，目前仍面临一些挑战，如静电纺丝过程中纤维的直径控制、纤维的力学性能优化以及大规模生产的实现等。
因此，未来的研究方向应该集中在解决这些问题上，以推动丝素蛋白静电纺丝技术的发展和应用。
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Beijing university of chemical technology
Materials
Introduction
Beijing university of chemical technology
PGA
Materials Polyhydroxyalkanoates （聚羟基烷酸）
PLA
loss of mechanical strength
metabolic activity on ESFS
Cell:
(HCASMC)
人类冠状动 脉平滑肌细 胞
DNA content： day 5 significant increaseat ，then steady growth metabolic activity： day 1 increase ， 10 day maximum ，day 36 66% of initial level.
bone vascular skin
Introduction
Beijing university of chemical technology
In vitro evaluation of electrospun silk fibroin scaffolds for vascular cell growth
Result and Discussions Cell morphology
Beijing university of chemical technology Fig.7
Elongation and Spreading
HCASMCs
Difference in the cell morphology by SEM micrographs
Zhang XH , Baughman B. C. ,Kaplan L. D. . In vitro evalution of electrospun silk fibroin scaffolds for vascular cell growth, biomaterials,2008,29:2217-2227.
；mechanical property
user-friendly ：Easy to Sterilisate；available
Shenzhou Lu. Biological Properties of Fibroin Material,silk,2007,5:58-62.
Introduction of silk fibroin
inflammation
designability ：abundant in senior structure , superficial treatment；complex special performance:tunable retrogradation；permeability to water and gas ；
Beijing university of chemical technology
Introduction of silk fibroin
Beijing university of chemical technology
Composition：sericin and fibroin Sericin：70% Fibroin：25% Others:carbohydrate waxiness pigments
Beijing university of chemical technology
Fields Of Application
Silk fibroin
clothing Cosmetic（化妆品） Food medicine Biological technology
biomaterials
biosenor
Mr: 3.7*105 β-sheet Eighteen amino acids
Introduction of silk fibroin
Beijing university of chemical technology
Characteristics of silk fibroin
biological safety ：confirmed structure; similar to human protein biocompatibility ：blood compatibility ；cellular affinity ;no acute
Beijing university of chemical technology
Result and Discussions Morphology---SEM micrographs
Beijing university of chemical technology
PEO：increasing the viscosity and surface tension of the electrospinning solution
Viability of the HAECs was maintained over the 14-day culture period as exhibited by confocal microscopy
Result and Discussions Cell morphology
Beijinglogy
more than a 2-fold increase was observed on day 14
Result and Discussions viability of HCASMCs
Beijing university of chemical technology
Cell: (HAECs) 人类主动脉 内皮细胞
Introduction
Acute thrombogenicity (急性血栓)
anastomotic intimal hyperplasia （吻合口内膜增生）
aneurysm （动脉瘤 ）
Infection （感染） Atherosclerotic disease （动脉粥样硬化病）
low patency of small-diameter (<6 mm) prosthetic vascular grafts （低通畅小直径 血管）
Result and Discussions
Beijing university of chemical technology
future studies
functional tissue-engineered smalldiameter blood vessels
Result and Discussions
Cell: (HCASMC) 人类冠状动 脉平滑肌细 胞
A：HCASMC，random orientation with a more spread and stellate state after 1 day B：spindle-shape with parallel alignment 5days C-F：elongation was more significant and the cell surface contact area became larger
Result and Discussions viability of HCASMCs
Beijing university of chemical technology
Cell: (HCASMC) 人类冠状动 脉平滑肌细 胞
confocal microscopy ；live/dead staining high viability over the 36-day culture was demonstrated metabolic activity decreasing toward the end of the culture period
Silk Fibroin
Experimental
Materials ：ESFS（静电纺丝丝素蛋白支架）
vascular cells ：(HAECs)人类主动脉内皮细胞 (HCASMC)人类冠状动脉平滑肌细胞
Analysis： Scanning electron microscopy (SEM) DNA content assay Cell viability and metabolism activity assay Immunocytochemisty analyses Statistical analysis
Beijing university of chemical technology
Beijing university of chemical technology
In vitro evaluation of electrospun silk fibroin scaffolds for vascular cell growth
Reporter：Ziwei Wu Tutor：Pro Xiaonong Chen Lab：Sci-Tech Building1013
Result and Discussions
Cell phenotypes and ECM production on ESFS
Beijing university of chemical technology
Confocal microscopy HCASMCs
on the scaffolds stained positive for SM a-actin (平滑肌动蛋白)and SM-MHC2（平滑肌球蛋白）
Beijing university of chemical technology
Range：170-890nm Average：377±70nm
Result and Discussions Cell proliferation on ESFS