基于微流控的海藻酸钙空心纤维的制备及其在细胞培养中的应用

海藻酸钙水凝胶空心纤维在药物传递、组织工程等领域具有潜在的应用价值。但传统的纤维制备方法,如静电纺丝或模具法等,很难或无法制备海藻酸钙空心纤维。本研究首先采用自制的两相微流控装置,连续制备出形貌均一稳定的海藻酸钙空心纤维,并通过显微镜和扫描电子显微镜(SEM)对其空心结构进行了表征。然后考察了装置中内相毛细管尖端管径、内外相流体流速比以及氯化钙浓度对空心纤维内外径尺寸和厚度的影响,结果表明,空心纤维的尺寸在一定范围内可以进行调控。最后将这种空心纤维应用于封装和培养L929成纤维细胞,结果表明,成纤维细胞存活率较高,并且有沿着空心纤维内壁成直线生长的趋势。这种方法为纤维状细胞的培养提供了一种思路。

基于微流控的二氧化硅复合海藻酸钙空心微纤维制备

针对海藻酸钙水凝胶空心纤维拉伸性能较差、应用受到限制的缺点,通过添加二氧化硅形成纳米复合水凝胶来提高其拉伸性能。研究发现,随着添加二氧化硅浓度的增加,水凝胶的拉伸性能呈现先增加再降低的趋势,其饱和浓度为3%。此时,凝胶的拉伸强度达到最大值,为444 k Pa。与未添加二氧化硅的凝胶相比,拉伸强度和断裂伸长率分别提高了600%和23%。采用该条件通过微流控方法一步制备了二氧化硅纳米复合水凝胶的中空微纤维,应用光学显微镜和扫描电子显微镜对其空心结构进行了表征。同时应用傅立叶变换红外光谱对其分子结构进行了分析。最后,考察了编织方法对凝胶纤维拉伸性能改善的效果。