电纺PBC组织工程支架的制备与研究

【摘要】组织工程是一门应用生命科学与工程学的原理与技术,研究、开发用于修复、维护、促进人体各种组织器官生物替代物的新兴学科。生物可降解材料是组织工程的重要研究方向之一,本课题主要是以静电纺工艺研究一种新型的能用于组织工程支架的可降解生物材料–脂肪族聚碳酸丁二酯(PBC)。采用静电纺技术制取PBC电纺膜,探索了最佳成形工艺；添加了甲壳素纳米晶须以增强膜的力学性能和热稳定性；采用低温等离子体处理接枝明胶以提高纤维膜的亲水性。通过扫描电镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)、差示扫描量热仪(DSC)、X射线光电子能谱(XPS)、接触角分析、力学测试等测试手段对电纺膜的表面形貌、化学结构变化、热性能、表面接枝性能、亲水性以及力学性能等进行了表征。测试结果表明：(1)在固定电压为18KV的条件下,PBC进行静电纺丝的最佳溶剂为甲酸,最佳甲酸浓度为25%,最佳接收距离为20cm,所得的纳米纤维呈现致密稳定的棒状结构。一般来讲,溶液的浓度与纤维直径成正相关,与孔隙率成负相关；用不同PBC浓度的甲酸溶液所制得的薄膜孔隙率变化并不大。PBC具有较好的生物降解性,前期主要是非晶区部分的降解,降解速度较快；后期主要是晶区部分的降解,降解速度明显减缓。(2)纳米晶须可以很好地分散于甲酸。红外光谱研究表示,纳米晶须与PBC是以两个独立的相存在,并没有发生化学基团间的反应。纳米晶须的存在可以提高电纺膜的拉伸强度、弹性模量、起始分解温度和结晶度等热力学性能。当纳米晶须：PBC的质量比为2.5：100时,相应的热力学性能最为优异。在此比例下,纳米晶须的添加有效提高了PBC的拉伸性能,大分子取向度提高,从而提高了结晶度以及力学性能。(3)对纳米晶须/PBC电纺膜进行了等离子体表面改性。相比与氮气,氦气的改性效果更为明显,且在处理功率与时间分别为80W,2min时,材料的亲水性处于最佳状态。通过接枝明胶可以大大延长表面改性的时效性。FTIR及XPS测试显示,经等离子表面处理后,破坏了部分的C=O或C-H键,形成了新的C-N和C-O。用明胶接枝后,引入了大量的亲水基团,从而大幅提高了电纺膜的亲水性。SEM表面形貌研究表明,等离子体处理对电纺膜表面有一定的刻蚀作用。但是通过后续的失重率测试及力学性能测试,发现其对纤维膜的宏观质量及力学性能影响并不明显。
【作者】吴晓；
【导师】杨庆；
【作者基本信息】东华大学，材料工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】组织工程支架；聚碳酸丁二酯(PBC)；静电纺丝；甲壳素纳米晶须；等离子体改性；明胶接枝；

【参考文献】
[1]侯崇富.广东某民办高校就业现状分析及对策研究[D].广东工业大学,工商管理,2012,硕士.
[2]闵氏清.Outlets商业与环境评价体系模型和实证分析[D].上海工程技术大学,服装设计与工程,2011,硕士.
[3]史兴腾.全国社会保障基金投资问题研究[D].山东财经大学,社会保障,2013,硕士.
[4]李杰.基于图像相关法的砂土直剪试验及其颗粒流数值模拟[D].青岛理工大学,工程力学,2012,硕士.
[5]白熙月.酷儿理论关照下爱丽丝·沃克作品《父亲的微笑之光》和《紫色》的分析[D].西北大学,英语语言文学,2013,硕士.
[6]宋英波.沙河口区初中教师参与学校管理的调查研究[D].黑龙江大学,教育管理,2013,硕士.
[7]张远清.基于LabVIEW的镁合金板材轧机智能监测系统开发[D].吉林大学,机械设计及理论,2014,硕士.
[8]黄飞雁.论刑事审判公开[D].湘潭大学,法律,2003,硕士.
[9]陈菊玲.被追诉人缺席情况下的追赃程序研究[D].湘潭大学,诉讼法学,2012,硕士.
[10]尤文卉.银系疏水抗菌涂层制备及其性能研究[D].浙江大学,材料科学与工程,2014,硕士.
[11]陈军浩.多圈管冻结模型试验及人工冻土冻胀规律研究[D].安徽理工大学,地质工程,2013,博士.
[12]王鹏飞.PQGA通用水库优化调度系统的研究与设计[D].河北工程大学,水利水电工程,2012,硕士.
[13]宫业芹.C语言程序设计网上教学系统的设计与实现[D].山东大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[14]王恩海.北盘江流域布依族习惯法与刑法的冲突问题研究[D].贵州民族大学,刑法学,2013,硕士.
[15]李扬.云计算环境下的QoS冲突解决方案研究[D].内蒙古大学,计算机科学与技术,2013,硕士.
[16]卢方.山东省即墨市第二次土地调查（农村部分）数据库建设[D].南京农业大学,公共管理,2013,硕士.
[17]董海宁.新媒体境遇下高校开展”中国梦”主题教育的新思路[J].中国地质大学学报(社会科学版),2014,s1:145-147.
[18]许国齐,段红彬,王媛媛.客户关系管理(CRM)在证券公司的应用[J].价值工程,2002,04:52-55.
[19]刘锦华.光纤CO_2激光绣花机控制系统设计与应用研究[D].燕山大学,光学工程,2014,硕士.
[20]李彬.试析北洋实力派与国内各界对外蒙事变的态度及影响[D].河北大学,中国近现代史,2003,硕士.
[21]吴可龙.无线传感器网络数据通信可靠性研究[D].杭州电子科技大学,计算机系统结构,2014,硕士.
[22]张天娇.吉林省城镇化与生态环境协调发展研究[D].吉林大学,区域经济学,2013,硕士.
[23]王晓华.基于检索的中文文本挖掘技术研究与设计[D].重庆大学,2004.
[24]张慧.太阳能高温真空集热管表面增透膜的制备工艺控制及性能[D].兰州交通大学,交通信息工程及控制,2013,博士.
[25]王华健.生物质气化焦油模型物催化转化及催化剂失活的研究[D].郑州大学,环境科学,2013,硕士.
[26]丁世宏,李世华.有限时间控制问题综述[J].控制与决策,2011,02:161-169.
[27]王文娟.随机需求的库存与运输联合优化研究[D].河北工业大学,管理科学与工程,2004,硕士.
[28]孙彬.新型静电纺丝技术制备功能微纳米纤维及其应用[D].青岛大学,2014.
[29]李兰霞,王若江.试论交互语素构词模式[J].汉语学习,2014,02:65-73.
[30]郭慧.行间耕播机弹性镇压装置研究与试验[D].吉林大学,农业机械化工程,2014,硕士.
[31]谢倩.合肥市失能老人护理服务问题研究[D].安徽大学,行政管理,2013,硕士.
[32]于佳澜.苦碟子对缺氧损伤血管内皮细胞的保护作用及PKCδ/MARCKS通路的调节[D].北京中医药大学,中西医结合临床,2013,硕士.
[33]王浩.基于收费数据的高速公路旅行时间自适应插值卡尔曼滤波预测研究[D].北京交通大学,2014.
[34]王章俊.KL分位数估计的大样本性质[D].广西师范大学,概率论与数理统计,2013,硕士.
[35]王军,许世远,陈振楼,毕春娟.长江口滨岸湿地环境信息系统的建立与应用[J].地理学报,2004,06:927-937.
[36]刘吉.浅析中国工笔花鸟画中的“静物”图像[D].云南艺术学院,中国工笔花鸟画,2014,硕士.
[37]王晓红.基于时态数据模型的人力资源管理系统[D].广东工业大学,管理科学与工程,2004,硕士.
[38]胡欣.血虚寒凝型糖尿病周围神经病变的表征研究[D].福建中医药大学,中西医结合临床（专业学位）,2014,硕士.
[39]赵渊,沈智健,周念成,周家启,徐焜耀.基于序贯仿真和非参数核密度估计的大电网可靠性评估[J].电力系统自动化,2008,06:14-19.
[40]宋晓雷.促销策略对品牌资产影响的实证研究[D].新疆大学,企业管理,2013,硕士.
[41]郑春一.Web Services在地理信息共享中的应用研究[D].华北电力大学（河北）,计算机应用技术,2004,硕士.
[42]王方.甲状腺相关眼病患者血清中IL-15和IL-21的含量及临床意义[D].郑州大学,眼科学,2013,硕士.
[43]刘畅.基于GPP的LTE下行接收链路的设计与实现[D].北京邮电大学,电子与通信工程（专业学位）,2013,硕士.
[44]朱跃.无轨顶/轨底风道的地铁轨行区烟气控制研究[D].西南交通大学,供热、供燃气、通风及空调工程,2013,硕士.
[45]姜平.涠西南凹陷流沙港组复杂储层综合评价[D].中国地质大学,油气田开发工程,2014,博士.
[46]张奇.基于CUDA架构的MD5并行破解算法设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[47]蒋瀚洋.基于分治策略的背包问题GPU并行算法研究[D].湖南大学,计算机技术,2012,硕士.
[48]张小飞.零价金属催化RAFT聚合物末端硫代羰基的去除及修饰[D].苏州大学,高分子化学与物理,2013,硕士.
[49]赵岳.退休人员角色转化的研究[D].哈尔滨工业大学,社会学,2013,硕士.
[50]陈肖孟.抽象绘画在服装设计中的应用研究[D].北京服装学院,设计艺术学,2012,硕士.