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1、生物可降解材料在靜電紡絲中的應用在生物材料中，合成高分子材料因其良好的物理性能，一定的生物相容性及易加工成型性、生產(chǎn)重復性好等特點，在生物醫(yī)用領(lǐng)域占絕對優(yōu)勢。其中，生物可降解材料最引人注目。目前在生物醫(yī)學領(lǐng)域應用占絕對優(yōu)勢的是生物降解性高分子，如聚羥基乙酸(PGA)、聚乳酸(PLA)、聚己內(nèi)酯(PCL)、聚丁二酸酯(PBS)、聚β-羥基丁酸酯(PHB)、聚氨酯(PU)等，這些高分子材料都已經(jīng)通過靜電紡絲制備成納米纖維，用于組織工程支架材料、新型藥物釋放載體以及納米模板材料等領(lǐng)域。1聚羥基乙酸(PGA)PGA，又稱聚乙醇酸，是一種最簡單的脂肪族聚酯，為半晶、疏水性高聚物，結(jié)晶度大于50%，熔融溫
2、度T[1]m為224-226℃，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg為36℃。在微生物或生物體內(nèi)酶或酸、堿的促進下水解，最終形成二氧化碳和水，同時有很好的組織相容性。作為結(jié)構(gòu)最簡單的線型脂肪族聚酯PGA是體內(nèi)可吸收高分子最早商品化的一個品種，早在1970年，PGA醫(yī)用縫合線已經(jīng)商品化，商品名叫Dexon[2]。不久杜邦公司發(fā)展了PGA的同系物PLA，1975年又出現(xiàn)了商品名為“Vicyrl”的體內(nèi)可吸收縫線，它由乙交酯和丙交酯的無規(guī)則共聚物PGLA熔融紡絲制得[3]。在PGA、PLA和PGLA中，PGA的降解速度最快，PGLA居中，PLA最慢。目前已經(jīng)商品化的PGA纖維都是采用熔融擠出的方法獲得，利用靜電紡絲來
3、制備PGA納米纖維有兩個困難，首先PGA的熔點較高和熱可降解性，使其難以采用熔體靜電紡絲方法制得；其次PGA不溶于常規(guī)的有機溶劑，溶液的紡絲溶劑可選擇范圍窄，難以尋找到合適的溶劑。但這個問題目前已經(jīng)得到解決，Boland等[4]采用六氟異丙醇為溶劑，對PGA進行了溶液靜電紡絲，改變?nèi)芤簼舛?，可得到直徑?00~1500nm的PGA纖維。他們采用酸處理使PGA纖維表面的酯鍵水解為羧基和羥基后，用于細胞培養(yǎng)考察其生物相容性，發(fā)現(xiàn)其比原始的PGA纖維更能促進細胞在其纖維表面的黏附。吉林大學崔巍巍等[5]采用靜電紡絲方法制備納米銀/二甲基砜/PLGA抗菌人工敷料。通過測試表明，該敷料內(nèi)部纖維呈交叉的網(wǎng)
4、格狀結(jié)構(gòu)，互相連結(jié)。當n-Ag質(zhì)量分數(shù)達到1%以上時，敷料對革蘭氏陽性菌金黃色葡萄球菌和革蘭氏陰性大腸桿菌具有良好的抗菌活性。細胞實驗結(jié)果表明，這種敷料有助于細胞的生長和增殖。因此，該敷料具有良好的細胞相容性和抗菌性能。2聚乳酸(PLA)聚乳酸是一種聚羥基酸，其原料乳酸是乳酸桿菌產(chǎn)生的一種碳水化合物，可由玉米、甜菜等經(jīng)發(fā)酵、蒸餾獲得。聚乳酸作為一種生物原料制品，具有很好的生物降解、生物相容性、可吸收性；同時PLA具有較高的熔點(178℃)和較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(58℃)，抗熱性高，使聚乳酸成為研究和應用最廣泛的生物降解材料。PLA是具有兩種立體異構(gòu)體的手性分子，存在有4種不同形態(tài)[6]，即PL
5、LA、PDLA、D,L-PLA（又稱PDLLA）和meso-PLA。其中PLLA和PDLA由于較好的力學強度而常用作醫(yī)用縫合線，無定形高分子D,L-PLA常用于藥物控釋載體，meso-PLA的應用較少。乳酸在結(jié)構(gòu)上比乙醇酸多出一個甲基，使PLA更加疏水，且降解速度減慢?？紤]到PLLA的熔點較高，以及無定形PDLLA纖維的成形，大多PLA的研究主要集中在PLA的溶液靜電紡絲。由于PLA具有良好的生物學特性，PLA納米纖維在組織工程和藥物控釋等領(lǐng)域的應用引起了研究者廣泛的興趣。Zong等[7]用無定形的PDLA和半結(jié)晶的PLLA靜電紡絲法制備了可生物吸收的無紡布納米纖維膜，發(fā)現(xiàn)溶液濃度和鹽的加入對
6、纖維直徑影響比較明顯。Wan-JuLi等[8]對聚乳酸-聚乙交酯共聚物(PLGA)制備的電紡纖維進行了研究，發(fā)現(xiàn)電紡纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)與天然細胞外基質(zhì)很相似。他們制備的PLGA電紡纖維，孔隙率達90%以上，大多數(shù)孔的尺寸在25~100um的范圍內(nèi)，提高了材料的細胞滲透性，為細胞生長提供了更多的結(jié)構(gòu)空間，有利于支架與環(huán)境之間的營養(yǎng)交換及新陳代謝，是理想的組織工程支架材料。KataphinanWoraphon等[9]利用靜電紡絲在聚乳酸及其共聚物內(nèi)載入多種藥物,制備了比表面積大、載藥量高、孔隙率高而利于被遮蓋的皮膚表面與大氣交換空氣和水分的皮膚貼膜和皮膚保護膜。Xie[10]等以氯仿/甲醇混合體系為溶
7、劑，將藥物四環(huán)素和金霉素載入靜電紡PDLLA納米纖維中。兩種藥物表現(xiàn)出截然不同的釋放行為：隨著溶劑中甲醇用量的提高，金霉素釋放速度變慢，而四環(huán)素的釋放速度加快，但金霉素的總體釋放量要高于四環(huán)素，說明靜電紡PLA纖維可用于藥物控制釋放。當然，靜電紡絲法制備聚乳酸納米纖維也面臨一些問題：電動力學及其與聚合物流體的關(guān)系尚不明確，需要深入研究；產(chǎn)量很低；得到的纖維力學強度不夠；有待進一步提高[11]。3聚
