（材料加工工程专业论文）丝素蛋白聚己内酯复合超细纤维支架的制备及性能研究.pdf

浙江理工大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家 有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权浙江理工 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印 或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 学位论文作者签名压罨痊 日期：少f 9 年弓月7 日 年解密后使用本版权书。 指导教师签名： 日期：矽i d 年弓月i 乙日 感谢9 7 3 计划前期研究课题 基于静电纺丝的组织工程用丝素蛋白纳米纤维的研究 ( 2 0 0 8 c b 6 17 5 0 6 ) 对本论文的资助 浙江理丁大学硕十学位论文 丝素蛋白聚己内酯复合超细纤维支架的制备及性能研究 摘要 本文通过静电纺丝法制备丝素蛋白超细纤维膜，并对其进行甲醇处理。甲醇处理后， 纤维间发生粘连，丝素蛋白的构象主要为b 折叠结构。处理后电纺丝素蛋白超细纤维膜的 拉伸强度明显变大，但纤维膜变得更脆。同时，静电纺制备聚己内酯超细纤维，并采用热 处理的方法使纤维间发生粘接，在5 5 下对电纺聚己内酯超细纤维热处理3 0 m i n 、6 0 m i n 后，纤维间有明显的粘接。热处理没有改变电纺聚己内酯超细纤维的分子结构和晶型，但 热处理后纤维的结晶度提高，纤维膜的力学性能有明显改善。 由于电纺丝素蛋白膜的脆性较大，限制了其在组织工程中的应用，因此采用静电纺丝 的方法制备出丝素蛋白聚己内酯共混复合超细纤维，以期改善丝素蛋白的力学性能。结果 表明，随复合超细纤维中聚己内酯含量的增加，纤维的直径逐渐增大，纤维的结晶逐渐变 好，但纤维中两组分的相容性逐渐变差；聚己内酯的加入改善了复合超细纤维膜的力学性 能，与甲醇处理后电纺丝素蛋白超细纤维膜相比，甲醇处理后的复合超细纤维膜有更高的 断裂伸长率和较低的杨氏模量，并且仍具有较好的拉伸强度；体外细胞培养结果表明，小 鼠成纤维细胞( l 9 2 9 ) 可以很好地在电纺丝素蛋白聚己内酯复合超细纤维支架上生长增殖， 电纺丝素蛋白聚己内酯复合超细纤维支架对细胞无毒性，具有良好的细胞相容性。 在上述丝素蛋白聚己内酯共混复合超细纤维中引入纳米羟基磷次石颗粒，形成纳米羟 基磷灰石丝素蛋白聚己内酯共混复合超细纤维。结果表明，随着复合超细纤维中纳米羟 基磷灰石含量的增加，纤维中聚己内酯的结晶逐渐变差；相比于电纺丝素蛋白聚己内酯复 合超细纤维膜，当纳米羟基磷灰石丝素蛋白聚己内酯复合超细纤维中羟基磷灰石质量分 数达3 0 时，其力学性能仍没有明显下降；当复合纤维中羟基磷灰石的质量分数为3 0 时， 随着复合纤维中聚己内酯含量的增加，复合超细纤维膜的力学性能得到明显改善；细胞培 养结果表明，电纺纳米羟基磷灰石丝素蛋白聚己内酯复合超细纤维支架对细胞无毒性， 人骨肉瘤细胞系( m g 6 3 ) 可以在电纺纳米羟基磷灰石丝素蛋白聚己内酯复合超细纤维支 架上很好地黏附和增殖，电纺纳米羟基磷灰石丝素蛋白聚己内酯复合超细纤维支架具有 很好的细胞相容性，并且电纺纳米羟基磷狄石丝素蛋白聚己内酯复合超细纤维支架能很 好地促进骨组织细胞的分化。 通过同轴静电纺丝成功制备出核( 聚己内酯) 壳( 纳米羟基磷次石丝素蛋白) 和核( 多壁 i 浙江理1 ：人学硕十学位论文 碳纳米管聚己内酯) 壳( 纳米羟基磷狄石丝素蛋白) 结构复合超细纤维。结果表明，在核 壳结构复合超细纤维中，核加入多壁碳纳米管后，电纺核壳结构复合超细纤维的热稳定性 提高：相比于核( 聚己内酯) 壳( 纳米羟基磷灰石丝素蛋白) 复合超细纤维膜的软而韧，核( 多 壁碳纳米管聚己内酯) 壳( 纳米羟基磷灰石丝素蛋白) 复合纤维膜显得硬而脆，但由于核层 的多壁碳纳米管增强聚己内酯，使得电纺核( 多壁碳纳米管聚己内酯) 壳( 纳米羟基磷狄石 丝素蛋白) 复合超细纤维膜具有更大的拉伸强度；体外细胞培养表明，m g 6 3 细胞可以在两 种核一壳结构复合超细纤维支架上很好地黏附和增殖，并且两种核壳结构复合超细纤维支 架都可以很好地促进骨细胞的分化。相比而言，电纺核( 聚己内酯) 壳( 纳米羟基磷狄石丝 素蛋白) 复合超细纤维支架比电纺核( 多壁碳纳米管聚己内酯) 壳( 纳米羟基磷灰石丝素蛋 白) 复合超细支架更有利于m g 6 3 细胞的黏附、增殖和分化。 关键词：丝素蛋白；聚己内酯；静电纺丝；复合超细纤维支架；力学性能；细胞培养 浙江理- t 人学硕士学位论文 s t u d y o nt h ep r e p a r a t i o na n dp r o p e r t i e so fu i t r a f i n es i l kf i b r o i n p o l y ( e c a p r o l a c t o n e ) c o m p o s i t ef i b r o u ss c a f f o l d s a b s t r a c t i nt h i st h e s i s ，u l t r a f i n es i l kf i b r o i n ( s f ) f i b r o u sm e m b r a n e sw e r ep r e p a r e db ye l e c t r o s p i n n i n g a n dm e t h a n o lt r e a t m e n t m e t h a n o lt r e a t m e n ti n d u c e di n t e r - f i b e rc o n g l u t i n a t i n ga n dl e a d e dt o p r e d o m i n a n t l y1 3 - s h e e ts t r u c t u r eo fs ff i b e r s a l t h o u g ht h et e n s i l es t r e n g t ho fe l e c t r o s p u ns f f i b r o u sm e m b r a n e ss i g n i f i c a n t l yi n c r e a s e da f t e rm e t h a n o lt r e a t m e n t ，e l e c t r o s p u ns ff i b r o u s m e m b r a n e sb e c a m em o r eb r i t t l e m e a n w h i l e ，u l t r a f i n ep o l y ( e c a p r o l a c t o n e ) ( p c l ) f i b e r sw e r e a l s op r e p a r e db ye l e c t r o s p i n n i n g t h eu l t r a f i n ep c lf i b e r sw e r eb o n d e db yt h e r m a lt r e a t m e n t t h eb o n db e t w e e nt h eu l t r a f i n ee l e c t r o s p u np c lf i b e r sc o u l db eo b v i o u s l yf o u n da f t e rt h e3 0 m i n o r6 0 m i nt h e r m a lt r e a t m e n ta t5 5 t h em o l e c u l es t r u c t u r ea n dc r y s t a lf o r mo ft h ef i b e r sd i dn o t c h a n g ea f t e rt h e r m a lt r e a t m e n t ，b u tt h ec r y s t a l l i n i t yo ft h ef i b e r si n c r e a s e da f t e rt h e r m a l t r e a t m e n t t h u st h em e c h a n i c a lp r o p e r t i e so fe l e c t r o s p u np c lf i b r o u sm e m b r a n e sa f t e rt h e r m a l t r e a t m e n tc o u l db es i g n i f i c a n t l yi m p r o v e d t h eb r i t t l e n e s so fe l e c t r o s p u ns ff i b r o u sm e m b r a n el i m i t e di t s a p p l i c a t i o ni n t h et i s s u e e n g i n e e r i n g i no r d e rt oi m p r o v et h em e c h a n i c a lp r o p e r t i e so fs f u l t r a f i n es f p c lc o m p o s i t e f i b e r sw e r ep r e p a r e db ye l e c t r o s p i n n i g t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ea v e r a g ed i a m e t e ro ft h e f i b e r sg r a d u a l l yi n c r e a s e dw i t l li n c r e a s i n go fp c lc o n t e n ti nt h eb l e n d w i t hi n c r e a s i n go fp c l c o n t e n ti nt h eb l e n d ，t h ec r y s t a l l i z a t i o no ft h ef i b e r sb e c a m ew e l l ，b u tt h ec o m p a t i b i l i t yb e t w e e n t h et w op o l y m e r sb e c a m ep o o r t h em e c h a n i c a lp r o p e r t i e so ft h eu l t r a f i n ec o m p o s i t ef i b r o u s m e m b r a n e sw e r ei m p r o v e db ya d d i n gp c l c o m p a r e dw i t ht h eu l t r a f i n ee l e c t r o s p u ns ff i b r o u s m e m b r a n e sw h i c ht r e a t e db ym e t h a n o l ，t h eu l t r a f i n es f p c lc o m p o s i t ef i b r o u sm e m b r a n e sh a d h i g h e re l o n g a t i o na tb r e a k ，l o w e ry o u n g sm o d u l u sa n ds t i l l w e l lt e n s i l es t r e n g t h nv i t r oc e l l c u l t u r er e s u l t ss h o w e dt h a tm o u s ef i b r o b l a s t s ( l 9 2 9 ) p r o l i f e r a t e dw e l lo nt h eu l t r a f i n e e l e c t r o s p u ns f p c lc o m p o s i t ef i b r o u ss c a f f o l d s t h eu l t r a f i n ee l e c t r o s p u ns f p c lc o m p o s i t e f i b r o u ss c a f f o l d sw e r en o n - t o x i c ，a n dt h ec y t o c o m p a t i b i l i t yo ft h eu l t r a f i n ee l e c t r o s p u ns f p c l c o m p o s i t ef i b r o u ss c a f f o l d sw e r ef a v o u r a b l e 浙江理1 ：人学硕十学位论文 b a s e do na b o v ee x p e r i m e n t s ，w ei n t r o d u c e dn a n o h y d r o x y a p a t i t e ( n h a ) p a r t i c l e si n t ot h e s f p c lm a t r i x u l t r a f i n en h a s f p c lc o m p o s i t ef b e r sw e r ep r e p a r e db 、，e l e c t r o s p i n n i n g t h e r e s u l t ss h o w e dt h a tt h ec r y s t a l l i n i t yo fp c li nt h ef i b e r sb e c a m ep o o rw i t hi n c r e a s i n go fn h a c o n t e n t c o m p a r i n gw i t ht h eu l t r a f i n es f p c lc o m p o s i t ef i b r o u sm e m b r a n e s ，t h em e c h a n i c a l p r o p e r t i e so ft h eu l t r a f i n en h a s f p c lc o m p o s i t ef i b r o u sm e m b r a n e sw e r es t i l lw e l lw h e nt h e n h am a s sf r a c t i o nr e a c h e d3 0 w h e nt h en h am a s sf r a c t i o nw a s3 0 t h em e c h a n i c a l p r o p e r t i e so ft h eu l t r a f i n ec o m p o s i t ef i b r o u sm e m b r a n e sw e r ei m p r o v e dw i t hi n c r e a s i n go fp c l c o n t e n t nv i t r oc e l lc u l t u r er e s u l t ss h o w e dt h a tt h eu l t r a f i n e e l e c t r o s p u nn h a s f p c l c o m p o s i t ef i b r o u ss c a f f o l d sw e r en o n t o x i c t h eh u m a no s t e o s a r c o m ac e l ll i n e ( m g 6 3 ) a d h e r e d a n dp r o l i f e r a t e dw e l lo nt h eu l t r a f i n ee l e c t r o s p u nn h a s f p c lc o m p o s i t ef i b r o u ss c a f f o l d s ，t h e c y t o c o m p a t i b i l i t yo ft h eu l t r a f i n ee l e c t r o s p u nn h a s f p c lc o m p o s i t ef i b r o u ss c a f f o l d sw e r e a l s of a v o u r a b l e a n dt h eu l t r a f i n ee l e c t r o s p u nn h a s f p c lc o m p o s i t ef i b r o u ss c a f f o l d sc o u l d w e l la c c e l e r a t et h eo s t e o g e n i cd i f f e r e n t i a t i o n u l t r a f i n ec o r e ( p c l ) - s h e l l ( n h a s f ) a n dc o r e ( m w n t s p c l ) - s h e l l ( n h a s f ) c o m p o s i t ef i b e r s w e r es u c c e s s f u l l yp r e p a r e db yc o a x i a le l e c t r o s p i n n i n g t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h et h e r m a l s t a b i l i t yo ft h eu l t r a f i n ee l e c t r o s p u nc o r e - s h e l ls t r u c t u r ec o m p o s i t ef i b e r sw a si m p r o v e da f t e r m w n t sr e i n f o r c e m e n t c o m p a r e dw i t ht h eu l t r a f i n e c o r e ( p c l ) 一s h e l l ( n h a s f ) c o m p o s i t e f i b r o u s m e m b r a n e s ，t h eu l t r a f i n ec o r e ( m w n t s p c l ) - s h e l l ( n h a s f ) c o m p o s i t ef i b r o u s m e m b r a n e sw e r em o r eb r i t t l e b u tt h eu l t i m a t et e n s i l e s t r e n g t h o ft h eu l t r a f i n e c o r e ( m w n t s p c l ) - s h e l l ( n h a s f ) c o m p o s i t ef i b r o u sm e m b r a n e sw e r eh i g h e r b e c a u s eo f m w n t sr e i n f o r c e m e n tt op c l nv i t r oc e l lc u l t u r er e s u l t ss h o w e dm g 6 3c e l l sa d h e r e da n d p r o l i f e r a t e dw e l lo nt h et w oc o r e s h e l ls t r u c t u r ec o m p o s i t ef i b r o u ss c a f f o l d s a n dt h et w ok i n d s o fc o r e - s h e l ls t r u c t u r ec o m p o s i t ef i b r o u ss c a f f o l d sc o u l da c c e l e r a t et h eo s t e o g e n i cd i f f e r e n t i a t i o n c o m p a r e d 谢t ht h eu l t r a f i n ee l e c t r o s p u nc o r e ( m w n t s p c l ) s h e l l ( n h a s f lc o m p o s i t ef i b r o u s s c a f f o l d s ，t h eu l t r a f i n ee l e c t r o s p u nc o r e ( p c l ) 一s h e l l ( n h a s f ) c o m p o s i t ef i b r o u ss c a f f o l d sw e r e m o r es u i t a b l ef o rm g 6 3c e l la d h e s i o n ，p r o l i f e r a t i o na n dd i f f e r e n t i a t i o n k e y w o r d s ：s i l kf i b r o i n ；p o l y ( e c a p r o l a c t o n e ) ；e l e c t r o s p i n n i n g ：u l t r a f i n ec o m p o s i t ef i b r o u s s c a f f o l d ；m e c h a n i c a lp r o p e r t i e s ；c e l lc u l t u r e l v 浙江理i ：人学硕十学位论文 目录 摘要害i a b s t r a c t i i i 第一章绪论1 1 1 弓i 言1 1 2 静电纺丝1 1 2 1 静电纺丝原理一1 1 2 2 静电纺丝的影响冈素2 1 2 3 静电纺丝的应h j 3 1 3 组织r 1 ：程及组织：i ：程支架3 1 4 丝素蛋白的静电纺丝及其在组织1 ：程支架中的应用4 1 4 1 丝素蛋白4 1 4 1 1 蚕丝的组成4 1 4 1 2 丝素蛋白的组成5 1 4 1 3 丝素蛋白的构象一5 1 4 1 4 丝素蛋白的性质5 1 4 2 丝素蛋白的静电纺丝5 1 4 3 电纺丝素蛋白超细纤维住组织工程支架的应用8 1 5 聚己内酯的静电纺丝及其在组织_ 1 ：程支架中的应片j 9 1 5 1 聚己内酯的性质一9 1 5 2 聚己内酯的静电纺丝9 1 5 3 电纺聚己内酯超细纤维在组织上程支架中的应用1 0 1 6 本课题的研究工作和目标1 1 第二章丝素蛋白及聚己内酯超细纤维的制备及性能1 3 2 1 引言一l3 2 2 实验部分1 3 2 2 1 原料与仪器1 3 2 2 1 1 原料一13 2 2 1 2 仪器一l3 2 2 2 丝素蛋白以及聚己内酯超细纤维的制备1 4 2 2 2 1 丝素蛋白的制备1 4 2 2 2 2 丝素蛋白超细纤维的制各】4 2 2 2 - 3 聚己内酯超细纤维的制备1 4 2 2 3 斤处理14 v ：硕十学位论文 14 14 14 11 ； j 15 11 ； 15 11 ； 形貌的影响15 2 3 1 2 甲醇处理对丝素蛋白超细纤维结构的影响1 6 2 3 1 3 甲醇处理对丝素蛋白超细纤维膜力学性能的影响1 6 2 3 2 聚己内酯超细纤维的制各及性能17 2 3 2 1 纺丝液质量分数对聚己内酯超细纤维形貌的影响1 7 2 3 2 2 热处理对电纺聚己内酯超细纤维形貌的影响1 7 2 3 2 3 热处理对电纺聚己内酯超细纤维结构的影响1 9 2 3 2 4 热处理对电纺聚己内酯超细纤维膜力学性能的影响2 1 2 4 本章小结一2 2 第三章丝素蛋白聚己内酯复合超细纤维支架的制备及性能2 3 3 1 引言2 3 3 1 实验部分2 3 3 1 1 原料与仪器2 3 2 3 2 1 原料2 3 2 3 2 1 仪器2 3 3 2 2 丝素蛋白聚己内酯复合超细纤维的制备2 4 3 2 3 结构与性能表征2 4 2 3 2 1s e m 分析一2 4 2 3 2 1f t i r 分析一2 4 2 3 2 1x r d 分析2 4 2 3 2 1d s c 分析2 4 2 3 2 1 拉伸测试一2 4 3 2 4 细胞培养2 5 3 3 结果与讨论2 5 3 3 1 共混比及甲醇处理对丝素蛋白聚己内酯复合超细纤维形貌的影响2 5 3 3 2 结构分析2 6 3 3 3 电纺丝素蛋白聚己内酯复合超细纤维膜的力学性能2 9 v i 浙江理+ i ：人学硕+ 学伊论文 3 3 4 电纺丝素蛋r 聚己内酯复合超细纤维支架的细胞相容性3 1 3 4 本章小结3 3 第四章纳米羟基磷灰石丝素蛋白聚己内酯复合超细纤维支架的制备及性能3 4 4 1 弓i 言3 4 4 2 实验部分3 4 4 2 1 原料与仪器3 4 4 2 1 1 原料3 4 4 2 1 2 仪器3 4 4 2 2 纳米羟基磷灰石丝素蛋r 聚己内酯复合超细纤维的制备。3 5 4 2 2 1 不同羟基磷灰石含量的n h a s f p c l 复合超细纤维的制备3 5 4 2 2 2 不同s f p c l 共混比的n h a s f p c l 复合超细纤维的制备一3 5 4 2 3 结构与性能表征3 6 4 2 3 1s e m 乡子析。3 6 4 2 3 2t e m 乡子析3 6 4 2 3 3f t i r 分析：3 6 4 2 3 4x r d 分析3 6 4 2 3 5 拉伸测试3 6 4 2 4 细胞培养3 6 4 2 4 1 毒性测试一3 7 4 2 4 2m g 6 3 细胞的黏附、增殖测试3 7 4 2 4 3 细胞形貌的观察3 7 4 2 4 4 碱性磷酸酶( a l p ) 活性测定3 7 4 3 结果与讨论3 8 4 3 1 羟基磷灰石含量对电纺n h a s f p c l 复合超细纤维的影响3 8 4 3 1 1 羟基磷灰石含量对电纺n h a s f p c l 复合超细纤维形貌的影响3 8 4 3 1 2 羟基磷灰石含量对电纺n h a s f p c l 复合超细纤维结构的影响3 9 4 3 1 3 羟基磷灰石含量对电纺n h a s f p c l 复合超细纤维膜力! 学性能的影响4 1 4 3 2s f p c l 共混比对电纺n h a s f p c l 复合超细纤维的影响。4 2 4 3 2 1s 泖c l 共混比对电纺n h a s f p c l 复合超细纤维形貌的影响4 2 4 3 2 2s f p c l 共混比对电纺n h a s f p c l 复合超细纤维结构的影响4 4 4 3 2 3s f p c l 共混比对电纺n h a s f p c l 复合超细纤维膜力学性能的影响4 5 4 3 3 电纺n h a s f p c l 复合超细纤维支架的细胞毒性4 6 4 3 4 电纺n h a s f p c l 复合超细纤维支架的骨细胞相容性4 8 4 3 4 1m g 6 3 细胞在电纺n h a s f p c l 复合超细纤维支架上的黏附和增殖性能一4 8 4 3 4 2 电纺n h a s f p c l 复合超细纤维支架的细胞分化能力5 0 v i i 江理i ：人学硕十学位论文 4 4 本章小结51 第五章核壳结构聚己内酯纳米羟基磷灰4 i 丝素蛋白复合超细纤维支架的制备及性能5 2 5 1 引言5 2 5 2 实验部分5 2 5 2 1 原料与仪器5 2 5 2 1 1 原料5 2 5 2 1 2 仪器5 3 5 2 2 多肇碳纳米管聚己内酯超细纤维的制备5 3 5 2 3 核壳结构复合超细纤维的制备5 4 5 2 4 结构与性能表征5 4 5 2 4 1s e m 分析5 4 5 2 4 2t e m 分析5 5 5 2 4 3 拉曼光谱分析5 5 5 2 4 4d s c 分析5 5 5 2 4 5x r d 分析5 5 5 2 4 6f t i r 分析一5 5 5 2 4 71 g 分析5 5 5 2 4 8 拉伸测试5 5 5 2 5 细胞培养5 5 5 2 5 1m g 6 3 细胞的黏附、增殖测试5 5 5 2 5 2 细胞形貌的观察5 5 5 2 5 3 碱性磷酸酶( a l p ) 活性测定5 6 5 3 结果与讨论5 6 5 3 1 核层m w n t s 最佳含量的确定5 6 5 3 1 1m w n t s 对电纺复合超细纤维形貌的影响5 6 5 3 1 2m w n t s 的加入对聚己内酯结品性的影响一5 9 5 3 1 3m w n t s 对电纺复合超细纤维力学性能的影响一6 0 5 3 2 核壳结构复合超细纤维的制备及性能6 2 5 3 2 1 核壳结构复合超细纤维的形貌6 2 5 3 2 2 核壳结构的表征6 4 5 3 2 3 电纺核壳结构复合超细纤维的结构分析6 4 5 3 2 4 电纺核一壳结构复合超细纤维的热稳定性6 6 5 3 2 ，5 电纺核壳结构复合超细纤维的力学性能6 7 5 3 2 6 电纺核壳结构复合超细纤维支架的骨细胞相容性6 8 5 4 本章小结7 1 v i l l 浙江理i ：入学硕十学位论文 第六章全文总结7 2 参考文献7 5 攻读硕+ 期间发表论文情况8 4 致谢8 5 浙江理j r = 人学硕士学何论文 1 1 引言 第一章绪论 近年来，静电纺丝法已被广泛用于制备亚微米至纳米纤维。由于静电纺丝得到的超细 纤维膜具有高的比表面积，高孔隙率以及连通的孔隙结构，使得其在多方面具有潜在的应 用价值。 细胞外基质( e c m ) 是一种由蛋白质和黏多糖组成的具有交联网络结构的组织【l 】。多 年来，人们一直尝试用各种方法来制备与细胞外基质结构相似的组织工程支架材料。而由 静电纺丝法得到的具有连通孔隙结构的超细纤维膜具有与天然细胞外基质结构相似的纳 米至亚微米尺度的构造以及高孔隙率，有利于细胞的黏附和增殖，己被广泛应用于组织工 程支架材料。 丝素蛋白是从蚕丝中脱胶后得到的天然蛋白质。由于丝素蛋白具有良好的力学性能、 生物相容性、控制生物降解性以及易加工性1 2 ，使其成为组织工程支架、药物控制释放和 酶固定化材料等的最佳候选材料。而聚己内酯因具有良好的生物降解性、力学性能、药物 通过性和生物相容性，也被广泛应用于生物医药领域。 利用静电纺丝以及同轴静电纺丝可以制备出丝素蛋白、聚己内酯超细纤维，丝素蛋白 聚己内酯复合超细纤维支架以及其与其他物质相复合的复合超细纤维支架材料，考察丝素 蛋白聚己内酯复合超细纤维支架在组织工程中的初步应用。相关背景综述如下。 1 2 静电纺丝 1 2 1 静电纺丝原理 1 9 3 4 年f o r m h a l s l 3 1 申请了世界上第一个有关静电纺丝的专利，设计了第一套静电纺丝 装置。静电纺丝的装置主要由储液器、高压电源以及收集装置等三部分组成，如图1 所示。 在高电压产生的电场力的作用下，储液器喷嘴处的高聚物溶液或熔融体的液滴表面聚集电 荷，受到一个与表面张力相反的电场力，当电压升高，电场力逐渐增大时，液滴由球状被 拉长为锥状，形成所谓的“泰勒锥( t a l o r c o n e ) ，当电场力增大到一个临界值时，电场力 会克服液滴的表面张力，使液滴产生一股震荡、不稳定的喷射流，在电场力的作用下，喷 射流被快速拉伸，同时溶剂挥发或熔体逐渐固化，纤维逐渐形成，并最终沉积、固化在收 集装置上。 浙江理： 人学硕十学位论文 2 1 蔫压电潦2 接收装置3 微量注射聂4 注射器 5 纺丝液6 毛绷管7 升降台 图1 1 典型的静电纺丝装置 1 2 2 静电纺丝的影响因素 静电纺丝的影响因素有很多，大体上可以分为三个方面：( 1 ) 纺丝溶液性质，包 括粘度、浓度、电导率、表面张力、弹性、溶剂的挥发性等；( 2 ) 电纺过程参数，包括纺 丝电压、纺丝距离、纺丝流率等；( 3 ) 环境参数，包括温度、湿度、空气流速、大气压、 气氛等。 对于以上的各种影响因素，纺丝液浓度、纺丝电压、纺丝距离、纺丝流率、溶液电导 率这几个因素在文献中研究较多，而对于温度、湿度、空气流速、大气压以及气氛等环境 因素对电纺的影响的研究则鲜见报道。 表1 1 静电纺丝参数对纤维形态的影响 参数纤维形态的影响 纺丝电压 纺丝流率个 纺丝距离t 聚合物浓度( 粘度) t 溶液电导率t 溶剂