高分子量聚乳酸基三维纳米纤维结构的构建及应用研究
电纺纤维直径通常介于数十纳米至数微米之间,纤维无规堆砌形成无纺布状膜材料,具有极大的比表面积、高孔隙率和相互连通的三维网状结构。本文首先合成高分子量的聚乳酸,进而采用静电纺丝技术制备了聚乳酸螺旋纤维,包括PLA／PBS、PLA／PEG和PLA／PBT-PTMG-PEG三种体系。同时我们制备了聚乳酸基复合纤维材料,并对其进行了细胞培养,考察其生物相容性。最后我们采用一种新的方法——热压法,对聚乳酸膜进行进一步力学增强。通过多种方法对上述各种材料及过程进行了表征。主要工作如下:
1、采用直接缩聚法制备聚乳酸。通过添加多官能度的第三组分如二羟甲基丙酸,季戊四醇等偶合聚乳酸分子链,进而提高产物分子量。实验结果发现,通过此种工艺制备的聚乳酸分子量高,成本低廉,操作简单。
2、采用静电纺丝对喷法制备了一系列聚乳酸螺旋纤维。PLA／PBS、PLA／PEG和PLA／PBT-PTMG—PEG三种体系的静电纺丝法均能制备出三维螺旋纤维。通过扫描电镜对纤维形貌进行观察。
3、通过复合PLLA、collagen和HA,采用静电纺丝的方法制备纳米生物纤维膜。将制备的PLLA、PLLA／coll、PLLA／HA和PLLA／coll／HA纤维膜进行细胞培养,对其生物相容性进行评价。通过一系列的测试手段,发现复合纳米纤维膜比纯聚乳酸膜有着更高的力学性能和生物相容性。特别是PLLA／coll／HA纤维膜力学强度,细胞贴附和生长情况,在四种制备的膜里综合表现最佳。
4、通过热压处理对PLLA电纺纤维膜,增加了纤维间连接点的数量,改善了纤维膜的结晶和力学性能。经过热压处理,PLLA电纺膜形成α晶型和强度较大的类交联点。热压处理后的力学性能,包括60℃,80℃和100℃,与未处理的PLLA电纺膜相比,增加超过100％。总之,热压后处理工艺提供了一个简便提高电纺纤维膜的方法。这种简单易行的方法,可以增强膜的结构规整性和物理性能,是一种可以应用于过滤,组织工程和防护服等领域的潜在手段。
聚乳酸螺旋纤维;三维纳米纤维;复合纤维材料;静电纺丝;组织工程;热压法
北京化工大学
博士
材料科学与工程
付志峰;李从举
2011
中文
TQ342.94;R318.08
137
2011-08-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）