具有力学与结构稳定性多组分纤维肌腱防粘连膜制备及性能

目的引入疏水聚己内酯(PCL),改善壳聚糖(CS)/聚乙烯醇(PVA)混纺膜的性能,研究制备性能优良的肌腱防粘连材料的可行性。方法实验以具有低蛋白吸附性的PVA、成纤维细胞增殖抑制作用的CS和疏水性聚合物PCL为原料,通过共轭静电纺丝技术制备不同组分(CS∶PCL∶PVA=3∶5∶2、3∶4∶3、3∶3∶4、3∶2∶5)的纤维膜(CS/PCL/PVA膜,简称CPA膜)。采用傅里叶红外光谱仪分析CPA膜组成,扫描电子显微镜、万能实验仪及模拟体液预处理的方式探究了PVA和PCL含量对形貌、力学、结构稳定性的影响,进一步使用热重分析仪及细胞实验分析CPA膜热性能、细胞毒性和黏附性。结果CPA膜红外谱图中同时出现CS、PCL及PVA特征峰,且未产生新的基团或化学键。根据体液稳定性与微观形貌测试结果可知,PCL的引入一方面降低了CPA膜的纤维平均直径;与CS/PVA膜相比,CPA膜(CS∶PCL∶PVA=3∶5∶2)的断裂强度和伸长率分别提高了约60%和40%,弹性模量相当且与文献数据一致。另一方面改善CPA膜湿环境下力学性能失效和卷曲皱缩的问题。热重分析结果显示多组分纤维膜分解温度在250℃~600℃,而实际应用环境温度显著低于热分解温度,具有热稳定性,即防粘连膜不会因温度而导致结构性能的损失。细胞实验结果显示,CPA膜(CS∶PCL∶PVA=3∶5∶2)具有良好的细胞相容性及一定的体外抗细胞黏附性。第3天CA和CPA纤维膜的细胞存活率分别为(96.533±0.341)%、(101.877±11.001)%(P>0.05)。培养7 d后,CPA光密度值为0.223±0.002,显著低于CA(0.292±0.007)。结论CPA膜具有增强的力学强度与湿态稳定性,更适应肌腱部位的受力环境。表现出更优异的抗细胞黏附效果,CS∶PCL∶PVA的质量比为3∶5∶2为最优参数的防粘连膜材料。具有肌腱术后防粘连领域的应用潜力。

丝素/聚乙烯醇共混膜结构与性能研究

在丝素再生溶液中加入少量聚乙烯醇以改善其性能。添加少量聚乙烯醇能够有效提高共混膜的拉伸强度和断裂伸长率,但材料的溶失率随聚乙烯醇含量的增加而增加。对添加2%的聚乙烯醇的共混膜进行研究,发现丝素与聚乙烯醇间存在一定程度的相互作用,从而诱导丝素构象发生一定程度的变化,红外光谱发现丝素由silkⅠ结晶形态向silkⅡ结晶形态转变;X光衍射图上可以发现新的结晶衍射峰;但聚乙烯醇结构单元简单,与丝素分子间的氢键作用不是很强。