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首页 > 学术中心 > 行业资讯 > 胶原基静电纺丝纤维材料的制备
 

胶原基静电纺丝纤维材料的制备

 
发布日期:2015-11-23
 
    目前治疗小口径血管疾病最有效的方法之一就是人工血管移植,该技术的难点在于小口径人工血管的血液相容性差,远期通畅率低。如何提高小口径人工血管的远期通畅率一直是该领域的研究热点。
    胶原是细胞外最重要的水溶性纤维蛋白,具有出色的生物相容性和低免疫性,胶原静电纺纳米纤维支架能很好的模拟细胞外基质的三维拓扑结构,有利于细胞在支架上的固定、迁移以及增殖,但其力学性能无法满足机体要求。纺织基人工血管材料的力学性能优异,但是生物相容性较差。为了结合胶原静电纺丝纤维与纺织基真丝人工血管两者材料的优势,制备一种力学性能优良、生物学性能良好的复合血管材料,本研究对胶原基静电纺的制备工艺和复合方法进行了初步探索。
    本文以I型胶原为原料,聚氧化乙烯(PEO)为纺丝助剂,分别以六氟异丙醇(HFIP)以及以六氟异丙醇(HFIP)体积分数为50%的乙酸(AA)混合液为溶剂,制备胶原/PEO静电纺丝纤维。采用红外光谱、X射线衍射和热重分析对最佳纺丝条件下所制备的胶原/PEO静电纺丝纤维膜的理化性能进行研究。结果表明,混纺纤维膜中胶原与 PEO分子链间存在一定的分子间作用力,但并没有改变彼此间的化学结构。胶原/PEO静电纺丝纤维膜中胶原的质量分数为74%,与最初纺丝液中胶原质量分数理论值70%接近。
    为了提高胶原/PEO静电纺丝纤维膜的耐水性及力学性能,以25%的戊二醛水溶液蒸汽对其作交联处理。在水溶液中,混纺纤维会发生一定的卷曲和收缩。通过对不同时间交联后的混纺膜微观形貌观察、干湿态下的力学性能和水接触角测试,得出最佳交联时间为12 h。红外光谱结果表明交联没有改变混纺膜的化学结构,X射线衍射分析显示交联后混纺膜的结晶度显著下降,热重分析结果表明交联后混纺膜的热稳定性稍有下降,这可能是混纺膜中 PEO的结晶结构改变或结晶度减小所致。
    通过真丝人工血管材料等离子体处理和以生物胶或高浓度胶原溶液为粘合剂两种复合方式制备胶原基静电纺丝纤维/真丝复合人工血管材料,并以剥离测试和体外循环系统模拟装置作为复合效果评价手段。结果表明,真丝与胶原基静电纺丝纤维的界面相互作用力弱,真丝人工血管材料表面等离子体处理对提高其对静电纺丝纤维的粘附能力作用小。以生物胶或高浓度胶原溶液作为胶原基静电纺丝纤维和真丝材料的粘合剂,可显著改善复合效果,将该方法制备的复合材料置于体外循环系统模拟装置中,经水流剪切作用5天后,两者界面仍然保持完好。
    本研究以HFIP体积分数为50%的AA混合液为溶剂,成功制备了纤维形貌良好的胶原/PEO静电纺丝纤维,并对交联前后的混纺膜的理化性能进行了较全面的分析,在此基础上,分别以生物胶或高浓度胶原溶液为粘合剂制备界面牢固性较好的胶原基静电纺丝纤维/真丝复合人工血管材料,为进一步开发理想的人工血管材料提供一定的理论参考和技术支持。
 
 
 

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