静电纺制备纳米纤维纱方法的研究综述

概述了通过静电纺丝制备连续纳米纤维纱线的方法,并对其原理和研究情况进行了阐述与总结,这些方法大多数存在纺丝时间短、可操作性较差、纱线连续卷绕性不够等问题,只有水浴法较为成熟,基本可以实现长时间连续纺丝卷绕,获得纳米纤维长丝纱。

再生天然丝蛋白的分子构象转化特征与机理的研究现状

天然丝再生制得的丝蛋白材料的性能,尤其是力学性能,很大程度上取决于丝蛋白的二级结构即构象,溶剂和金属离子是诱导丝蛋白分子构象转变的两个重要外部因素。综述了溶剂、金属离子、pH值等因素对再生天然丝蛋白分子构象转变的影响,总结了丝蛋白分子构象转变的机理。除剪切力等外力作用外,溶剂和金属离子对构象转变的影响较为显著,两者都是通过破坏丝蛋白原有疏水结构的稳定性诱导分子构象的转变。了解外源性因素对丝素蛋白二级结构的影响,可以为高性能再生天然丝蛋白材料的制备条件提供优化的指导性信息。

虎纹捕鸟蛛丝——一种可人工养殖的蜘蛛丝

结圆网蜘蛛大囊状腺分泌的牵引丝纤维被认为是世界上综合力学性能最优异的天然蛋白质纤维,同时具有良好的生物降解性和生物相容性,但是结圆网蜘蛛具有互相蚕食性,无法进行规模化人工养殖。虎纹捕鸟蛛作为目前众多种类蜘蛛中唯一可人工养殖的蜘蛛,其蛛丝纤维同样具有良好的生物学特性,在生物医用材料领域具有潜在的应用前景。本文概要介绍虎纹捕鸟蛛丝纤维的组成、结构与性能,并在此基础上阐述了静电纺再生捕鸟蛛丝纤维的形态结构及细胞增殖粘附性能,分析其在生物医用材料领域的潜在应用价值。

能承受生理环境的复合管状支架的研究

大量具有理想性能的血管支架已被制备并用于临床。然而,当在高压、流动的生理环境下,许多支架的性能不能长久维持,它们最终会因快速降解、不能抵抗切变应力等原因而失效,因此就迫切需要研制一种可以适应这些条件直到血管组织在体内成熟的耐用支架。本研究通过静电纺丝法构建PCL(聚己酸内酯)/胶原蛋白复合管状支架,测定其形貌结构、生物力学性能及生物性能。该PCL/胶原蛋白复合支架由直径约520nm的纤维组成,拥有较好的断裂强度(4.0±0.4)MPa和足够的弹性(2.7±1.2)MPa,其爆破压强达(4912±155)mmHg,已远高于单一PCL血管支架和人体血管;在复合管状支架内层种植小牛血管内皮细胞(bECs),在外层种植小牛平滑肌细胞(bSMCs),结果显示在复合血管支架的外层和内层分别形成连成片的细胞层。实验表明复合血管支架具有良好的生物相容性和长期抵抗高压流的生物力学性能,并可为细胞提供良好的生长环境。

虎纹捕鸟蛛丝蛋白/丝素复合纤维的结构与力学性能

以虎纹捕鸟蛛丝/六氟异丙醇(HFIP)和丝素/HFIP的混合液为纺丝液,制备了虎纹捕鸟蛛丝蛋白/丝素复合纳米纤维,并通过SEM、FT-IR、XRD研究蜘蛛丝蛋白和丝素的混合比例对纤维形态结构、分子构象、结晶结构的影响,分析蜘蛛丝蛋白对静电纺丝素纤维的力学增强效应。结果表明:随蛛丝蛋白含量的增加,复合纤维的平均直径明显减小,直径小于300 nm的纤维数量增加;添加一定量的蜘蛛丝蛋白有助于改善静电纺丝素纤维毡的力学性能。FT-IR和XRD谱图都表明,蜘蛛丝蛋白的质量分数对复合纤维中β-折叠、无规卷曲、α-螺旋和β-转角构象分子的含量均无规律性的影响。