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壳聚糖基复合纳米纤维膜材料的力学性能及释药行为研究

作　者: 许佳
导　师: 喻发全；蔡宁
学　校: 武汉工程大学
专　业: 化学工艺
关键词: 静电纺丝聚电解质复合壳聚糖控制释放
分类号: R318.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

壳聚糖（CS）具有良好的生物特性，在生物医学领域有着广泛的应用。利用静电纺丝技术可以制备出高孔隙率、高比表面积且结构与人体细胞外基质（ECM）相似的CS纳米纤维材料，此材料作为组织工程支架材料和药物载体有着良好的应用前景。但组织工程支架一般要求材料具备优异的力学性能，药物载体则需要能够实现对药物的控制释放。然而，传统的CS电纺材料很难符合要求。首先，在本研究中，通过静电复合的方式有望提高纳米纤维支架的力学性能。以CS/GE（CG）体系为聚电解质模型，研究表明CG纳米纤维复合膜的储存模量比纯的CS或者GE高出103倍。同时，退火过程能够促进带有相反电荷聚合物之间的结合，因此CG的拉伸模量比退火之间又提高了1.9倍。当CS和GE之间的氨基与羧基结构单元比为1:1时，复合纳米纤维膜（CG2）的力学强度最高。此外，复合膜还表现出优良的溶胀能力。将CG电纺共混膜与浇铸共混膜进行对比，可以得出静电复合是提高共混膜力学性能的主要贡献因素之一。红外光谱和差示扫描量热分析证实复合过程中CS和GE分子之间发生了相互作用。因此，静电复合是提高纳米纤维支架材料的一种有效途径。力学性能增强的CS/GE纳米纤维膜不仅可以作为创伤修复材料，在其他领域也有不错的应用前景。为了利用同轴电纺技术制备了一种能够调控释放速度的体系，本研究采用PVA-CS作为核-壳结构纤维的壳层。由于它们在水溶液中溶胀性能的差异，通过改变壳层中CS与PVA之间的比例，可以调节纤维膜的溶胀能力。扫描电镜照片显示同轴电纺膜纤维分布均匀，透射电镜照片证实纤维具有核-壳结构，且核层分布比较均匀。通过制备一系列壳层PVA与CS不同质量比例（100:0,75:25,50:50）的核-壳结构纤维膜进行释药研究，发现当CS比例增加时，牛血清白蛋白（BSA）的释放逐渐变得缓慢。此外，通过进一步改变壳层与核层的推速比例（从1.33:1到8:1）能够更好的控制BSA的释放。分析释放曲线发现，BSA的释放分为两步。进一步采用Peppas方程对释放曲线进行拟合，结果显示同轴电纺膜的释放过程受到双重作用的影响：开始阶段由于快速溶胀而释放较快；当溶胀平衡后逐渐缓慢扩散。

壳聚糖基复合纳米纤维膜材料的力学性能及释药行为研究

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