丝素基纳米纤维膜的可控制备及在皮肤烫伤修复中的应用

【摘要】静电纺丝是一种相对简单的可制备连续亚微米级至纳米级纤维的技术。静电纺纤维膜具有比表面积大和孔隙率高等优点，且膜结构与天然细胞外基质类似，因此广泛应用在组织工程支架领域。鉴于组织工程对支架材料的要求，需要选择生物相容性好、力学强度高和可生物降解的材料。本文将再生丝素蛋白(SF)和明胶(GE)按不同质量比溶于六氟异丙醇(HFIP)中，然后采用静电纺丝方法制备SF/GE共混纳米纤维膜。并用扫描电子显微镜(SEM)、孔径分析仪(PSDA)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和力学性能测试等手段表征纤维膜的形貌、结构和力学性能。结果表明，随GE含量的增大，纤维的平均直径和孔径都增大。GE加入后有利于纤维膜韧性的提高，而断裂强度却降低。鉴于组织工程支架对材料力学性能的要求，选择SF/GE质量比为75/25的支架材料进行后处理研究。为了提高静电纺丝支架的水稳定性，用戊二醛蒸汽对材料进行交联。通过对比交联后纤维膜的溶胀情况，选择合适的交联时间为48h。交联后支架的断裂强度提高，韧性下降。为了一定程度上提高支架的力学性能，采用同轴静电纺丝方法制备以SF/GE共混物为皮层、聚己内酯为芯层的皮-芯结构纳米纤维支架。探讨了不同芯层浓度对支架的形貌、结构和力学性能的影响。结果表明，SF/GE-PCL复合纳米纤维表面光滑且有明显的皮-芯结构。随芯层浓度由4%提高到10%，复合纳米纤维的平均直径从256nm提高到941nm；纤维膜的平均孔径从0.576μm增大到1.018μm，纤维膜的断裂强度和断裂应变均增大。同时，XRD结果进一步表明芯层浓度和同轴静电纺丝过程对纳米纤维膜的结晶结构具有明显的影响。MTT法是一种常用的评价支架细胞毒性的方法。本文最后通过该方法对支架进行细胞毒性评价。结果表明，人皮肤成纤维细胞(HSF)可以很好地在SF/GE共混支架及SF/GE-PCL皮-芯结构支架上黏附、生长和增殖，且该支架具有良好的生物相容性。通过体内实验表明，SF/GE支架对烫伤具有较好的修复效果，能促进血管的形成，并减少疤痕的形成。
【作者】刘欣；
【导师】熊杰；
【作者基本信息】浙江理工大学，材料加工工程，2014，硕士
【关键词】丝素蛋白；明胶；聚己内酯；静电纺丝；同轴静电纺丝；皮-芯结构；组织工程；

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