电纺丝技术——一种高效低耗的纳米纤维制备方法

电纺丝技术是一种高效低耗的纳米纤维制备方法。电纺丝技术的基本装置由高压直流电源、带有细小喷丝头的样品管和收集板三部分组成。描述了使用该技术将高分子制备成纳米纤维的基本原理。对11种处于发展和完善中的电纺丝装置进行了简要介绍。

静电纺丝技术及其相关产品的应用

静电纺丝技术是一种新型高效的纳米材料制备方法。简述了静电纺丝装置、接收板、及静电纺丝技制备成纳米材料的基本原理,对处于发展和完善中的电纺丝过程进行了总结,并介绍了利用电纺丝技术制得的纳米产品及其应用。

电纺丝技术构建纳米结构材料

电纺丝技术是一种简单可行的制备一维纳米材料的方法,近年来,利用此技术已经制备了大量的有机聚合物、无机氧化物和陶瓷纳米纤维膜及各种纳米复合纤维膜。通过改进电纺设备和控制电纺参数,可以实现对纤维的二级结构调控。电纺纤维膜在催化剂载体、过滤和吸附、生物和医药、电子与光学器件、传感器等方面有着极大的应用潜力。

电纺丝复合纤维的制备及其影响因素探讨

合适的支架是进行组织工程研究必需的条件之一．作者运用实验室自行研制的可控电纺丝系统，对具有良好生物相容性的明胶和生物可降解并具有良好成纤性能的聚己内酯（PCL）的复合电纺丝纤维的制备及影响因素进行了详细的探讨．实验结果表明：明胶在与PCL混合的情况下成纤能力得到较大提高，并分别制得了直径介于250~660nm、均匀无珠状物的多孔纤维膜．由于明胶具有良好的生物和组织相容性，PCL和明胶的混合不仅明显提高了二者的成纤能力，改变了各自都不容易被电纺的缺陷，更重要的是这二者的复合纤维兼具天然高分子和合成聚合物的优点，将为进一步对食道和血管组织工程的研究提供合适的支架样品和技术服务，对组织工程领域的研究起到促进作用．

电纺技术在纳米纤维材料制备中的应用

静电纺丝技术是制备纳米纤维便捷有效的方法,该法采用聚合物为络合剂,与金属盐反应制得前驱体溶液,将前驱体溶液置于高压电场中进行喷丝,得到微米、纳米级纤维膜,通过煅烧可得到陶瓷纳米纤维.该技术已经成功应用于过滤材料、支架材料、光催化材料、磁性材料、电极材料等领域.作者结合近年来电纺丝研究成果,主要介绍了电纺丝纤维膜在医药领域与电纺纳米纤维在功能陶瓷材料制备方面的应用.

二氧化碳-环氧丙烷共聚物电纺纤维形貌研究

利用电纺丝技术制备了二氧化碳环氧丙烷共聚物超细纤维,研究了喷丝口电势、纺丝距离、浓度、溶剂等因素对纤维形貌、直径及均一性的影响.实验结果表明,利用电纺丝法可以制备直径在小于200nm到7μm二氧化碳环氧丙烷共聚物纤维;喷丝口电势和浓度对于共聚物电纺丝纤维是否形成串珠结构有重要影响;电势、距离和纺丝液浓度都对纤维直径及分散系数有较大影响,在一定范围内,随着喷丝口电势增加,纤维平均直径变大而分散系数变小;纺丝距离增大使得纤维平均直径变小,分散系数变大;浓度的增大使得纤维平均直径变大,分散系数变小;不同溶剂配制的溶液体系制备的电纺丝纤维形貌有很大差异,在二氯甲烷和丁酮的体系中,分别观察到了两组较为集中的直径分布.

聚碳酸亚丙酯电纺纤维的取向性对大鼠背根神经节生长的影响

目的聚碳酸亚丙酯[poly(propylene carbonate),PPC]是一种具有良好生物降解性和生物相容性的新型生物材料。探讨PPC电纺丝在周围神经组织工程应用的可行性,比较取向性和无序性PPC纤维对大鼠背根神经节(dorsal root ganglion,DRG)生长的影响。方法采用电纺丝技术制备取向性和无序性PPC纤维,扫描电镜观察其表面结构特点。3只新生1～2日龄SD大鼠,雌雄不限,体重4～6 g。取SD大鼠DRG,分别接种至含取向性和无序性PPC纤维的12孔板中,作为实验组及对照组,每组6孔。倒置显微镜下观察DRG生长情况,并于培养7 d行免疫荧光染色和扫描电镜观察,定量比较神经轴突生长长度和雪旺细胞迁移距离。结果电纺丝技术成功制备取向性和无序性PPC纤维,每根纤维直径为800～1 200 nm,形成具有亚微米尺度的结构。取向性PPC纤维约90%纤维丝在其长轴方向,而无序性PPC纤维丝呈各个角度分布。倒置显微镜观察,DRG均在两组PPC纤维生长良好。免疫荧光染色和扫描电镜观察示:实验组轴突和雪旺细胞沿纤维丝方向生长,具有一致的方向性;对照组轴突生长末端呈多方向生长。实验组轴突生长长度为(2 684.7±994.8)μm,对照组为(504.7±52.8)μm,组间比较差异有统计学意义(t=—5.360,P=0.000)。实验组雪旺细胞迁移距离为(2 770.6±978.4)μm,对照组为(610.2±56.3)μm,组间比较差异有统计学意义(t=—5.400,P=0.000)。实验组及对照组内雪旺细胞迁移距离均大于轴突生长长度。结论 PPC纤维与DRG有良好亲和性,亚微米尺度PPC纤维的取向结构决定了DRG轴突和雪旺细胞生长方向,可作为周围神经损伤的修复材料。

聚乙烯醇／柞蚕丝素蛋白材料作为肌腱组织工程支架材料的初步研究

目的检测聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)/柞蚕丝素蛋白(wild antheraea pernyi silk fibroin,WSF)电纺膜与肌腱细胞的细胞相容性,探讨其作为肌腱组织工程支架材料的可行性。方法以质量分数为98%的甲酸为溶剂,配制浓度均为11%的WSF溶液、PVA溶液及PVA/WSF(质量配比为9∶1)溶液,采用电纺丝技术制备WSF、PVA及PVA/WSF电纺膜,扫描电镜观察电纺成丝情况。取5只3日龄SD大鼠尾腱,体外分离培养肌腱细胞并传至第3代进行实验。取浓度为1×106个/mL肌腱细胞分别与PVA及PVA/WSF电纺膜复合培养,4、12 h采用MTT法测量细胞黏附率。取浓度为4.5×103个/mL肌腱细胞,分别于PVA、1/2 PVA、1/4 PVA、PVA/WSF、1/2 PVA/WSF、1/4 PVA/WSF电纺膜浸提液中培养,MTT法测定培养1、3、5、7 d的吸光度(A)值,并进行毒性等级评价。取PVA、PVA/WSF电纺膜分别与细胞密度为1×106个/mL的肌腱细胞悬液100μL复合培养制备细胞-材料复合物,7 d后行HE染色观察,1、3、5、7 d行扫描电镜观察。结果 WSF甲酸溶液无法电纺成丝,PVA和PVA/WSF甲醛溶液均可成功电纺成丝。肌腱细胞与PVA、PVA/WSF电纺膜复合培养4 h后,其细胞黏附率分别为26.9%±0.4%、87.0%±1.0%,差异有统计学意义(t=100.400,P=0.000);复合培养12 h后,其细胞黏附率分别为35.2%±0.6%、110.0%±1.7%,差异有统计学意义(t=42.500,P=0.000)。体外浸提液毒性评价结果显示,培养后1、3、5、7 d各种电纺膜间细胞A值比较,差异均有统计学意义(P<0.05);1/2 PVA和1/4 PVA浸提液细胞毒性等级差异有统计学意义(P<0.05)。细胞-材料复合物的组织学及扫描电镜观察显示肌腱细胞均可黏附于PVA、PVA/WSF电纺膜表面,但PVA/WSF电纺膜上细胞较多。结论 PVA/WSF电纺膜支架材料具有良好的细胞相容性,有望成为肌腱组织工程的理想支架。