静电纺丝法制备纳米纤维膜及其纤溶功能化应用研究

目录

第1章绪论 (1)

1.1静电纺丝概述 (1)

1.1.1 静电纺丝的发展历史 (1)

1.1.2 静电纺丝的基本原理及装置 (2)

1.1.3 静电纺丝的影响参素 (2)

1.2静电纺丝在生物医学上的应用 (4)

1.2.1 药物缓释 (5)

1.2.2 血管支架 (9)

1.2.3 创伤修复 (12)

1.2.4 亲和膜 (13)

1.2.5 固定化酶 (14)

1.2.6 生物传感器 (14)

1.3课题的提出 (15)

1.3.1 研究目的 (15)

1.3.2 研究内容 (15)

第2章静电纺丝制备可负载t-PA的功能纳米纤维膜 (17)

2.1引言 (17)

2.2实验部分 (18)

2.2.1 材料及试剂 (18)

2.2.2 实验仪器 (19)

2.2.3 ε-赖氨酸配体修饰的聚乙烯醇（PV A-Lys）的合成 (19)

2.2.4 PV A-Lys的测试与表征 (20)

2.2.5 纳米纤维膜的电纺制备及交联处理 (20)

2.2.6 纳米纤维膜材料的表征 (21)

2.2.7 血浆中纤维蛋白原（Fg）吸附测试 (22)

2.2.8 组织型纤溶酶原激活剂（t-PA）在纤维膜上的负载 (23)

2.2.9 组织型纤溶酶原激活剂（t-PA）的体外释放 (24)

2.2.10 纳米纤维膜的细胞毒性测试 (24)

2.2.11 纳米纤维膜的血栓溶解性能测试 (24)

2.3结果与讨论 (24)

2.3.1 PV A-Lys的结构表征 (24)

2.3.2 纤维膜形貌和孔隙率测试 (26)

2.3.3 纤维膜表面化学元素分析 (27)

2.3.4 纤维膜表面浸润性表征 (28)

2.3.5 纤维膜的生物相容性表征 (29)

2.3.6 t-PA的负载 (31)

2.3.8 血浆复钙化测试 (33)

2.3本章小结 (34)

第3章基于席夫碱反应的ε-赖氨酸配体功能化材料表面改性方法 (35)

3.1引言 (35)

3.2实验部分 (36)

3.2.1 材料及试剂 (36)

3.2.2 实验仪器 (37)

3.2.3 单体的合成与表征 (38)

3.2.4 聚合物的制备与表征 (38)

3.2.5 聚合物凝胶的制备 (39)

3.2.6 静电纺丝制备乙酸纤维素（CA）的纳米纤维膜 (39)

3.2.7 聚合物改性CA纳米纤维膜表面 (40)

3.2.8 CA纳米纤维膜的表征 (40)

3.2.9 CA纤维膜上血纤维蛋白溶酶原（Plg）的吸附测试 (40)

3.3结果与讨论 (41)

3.3.1 单体的合成与表征 (41)

II

3.3.2 聚合物的合成与表征 (42)

3.3.3 聚合物凝胶的制备 (44)

3.3.4 CA纤维膜形貌测试 (45)

3.3.5 CA纤维膜表面化学元素分析 (46)

3.3.6 Plg的吸附测试 (47)

3.3本章小结 (48)

第4章同轴电纺制备内芯负载t-PA的“核-壳”结构纳米纤维 (49)

4.1引言 (49)

4.2实验部分 (49)

4.2.1 材料及试剂 (49)

4.2.2 实验仪器 (50)

4.2.3 同轴静电纺丝纳米纤维膜的制备 (50)

4.2.4 同轴电纺纤维膜的形貌测试 (51)

4.2.5 同轴电纺纤维膜的“核-壳”结构表征 (51)

4.2.6 t-PA的体外释放 (51)

4.3结果与讨论 (51)

4.3.1 纤维膜的形貌测试 (51)

4.3.2 纤维膜的“核-壳”结构表征 (52)

4.3.3 t-PA的体外释放 (52)

4.4本章小结 (53)

第5章结论 (54)

参考文献 (55)

硕士论文工作期间科研成果 (70)

致谢 (71)

静电纺丝法制备纳米纤维膜及其纤溶功能化应用研究第1章

第1章绪论

1.1 静电纺丝概述

1.1.1 静电纺丝的发展历史

静电纺丝是一门古老的技术，早在一百多年以前，有人便利用电场力制备了合成纤维[1]。术语静电纺丝（electrospinning）来源于“静电的（electrostatic）”和“纺丝（spinning）”这两个词的合并，虽然这一术语从1994年左右才开始被使用，但是其基本思想至少可以追溯到上个世纪初。1897年，Rayleigh首次观察到了静电纺丝的过程，1914年，Zeleny则对电喷射进行了详细的研究[2]。尽管静电纺丝被认为是一种简单通用的制备无纺纤维膜的方法，但是由于当时纺丝工艺非常不稳定，其制备聚合物纳米纤维的可行性并没有获得广泛的认可。直到1934年，Formhals发表了一篇专利，介绍了一种电纺设备和利用静电排斥力制备合成纤维的方法，静电纺丝才真正成为一种有效地用来制备超细纤维的技术[3]。Formhals将乙酸纤维素溶解在丙酮/乙醇的混合溶剂中，采用该设备，成功地制备了取向排列的纤维。

尽管Formhals的发明极大地改善了早期的电纺工艺，但是仍然存在一些弊端。由于接收器和带电聚合物溶液之间的距离太小，导致溶剂难以完全挥发，使得纤维网络结构松散，纤维之间相互粘结，且易粘附在接收器上而难以取下。因此，在第二篇专利中，Formhals通过增大接收距离，解决了这些问题，且描述了同时使用多个喷丝头来制备同一种聚合物纤维的方法[4]。1940年，Formhals又设计了一个可以移动的螺旋接收装置来制备复合纤维[5]。

在Formhals的工作之后，研究者们对静电纺丝的研究中心从电纺装置转移到了电纺过程的理论分析。1969年，Taylor发表了他的研究成果，研究了在静电纺丝过程中，聚合物射流的产生过程，喷丝头处聚合物小液滴在电场作用下的变化情况[6]。在这之后，研究者又研究了电纺过程中的工艺参数对纤维结构性能的影响。如1971年，Baumgarten研究了溶液组成和工艺参数（溶液粘度，给样速率，电压大小等）对腈纶纤维形貌的影响[7]。进入20世纪80年代后，由于纳

1