静电纺丝法制备β-TCP/PU复合纤维及地塞米松的释放性能研究

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聚氨酯是一种生物相容性材料,因其具有易加工、可降解等优点而被广泛应用于生物医学领域,但单一的聚氨酯材料的机械性能以及细胞亲和性均较差且降解的时间长。β-磷酸三钙(β-TCP)是一种生物活性陶瓷,在人体内能够完全降解并被吸收,同时β-磷酸三钙还具有强度大,细胞附着性好的优点。为此,将聚氨酯(PU)与磷酸三钙(β-TCP)混合使用,可实现优势互补。  静电纺丝作为一种简单而有效的制备微/纳米纤维的技术,是以高压静电为动力,将聚合物溶液或熔体制备成直径大小为几十纳米至几微米的聚合物纤维的方法。静电纺丝法不但操作简单、而且成本较低,能够制备连续的微/纳米纤维膜。  本文首先采用两步法合成了PU,通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、凝胶渗透色谱(GPC)测试表明,合成产物为聚氨酯(PU),其分子量满足后续实验所要求范围。实验中探讨了合成过程中催化剂的用量、软硬段的配比以及搅拌操作条件对合成产物的影响,确定了合成过程中催化剂的加入量及软硬段的配比。其次,确定了电纺聚氨酯(PU)的较佳溶剂是二氯甲烷与N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合液。在聚氨酯(PU)电纺溶液中引入药物地塞米松(DEX),制得了负载地塞米松的聚氨酯(PU)微/纳米纤维。通过扫描电子显微镜(SEM)的观测,获得的聚氨酯(PU)电纺纤维膜以及负载地塞米松的聚氨酯(PU)纤维膜均无液珠,载药纤维上无粒子吸附。FT-IR测试结果表明,药物与聚合物之间存在氢键作用。进一步,制得了β-TCP与PU共纺的纤维膜,并进行了地塞米松的载药实验。通过对载药β-TCP/PU纤维膜的释药性能进行测试,结果表明,微/纳米纤维膜中的地塞米松在磷酸盐缓冲溶液(PBS)中释放缓慢,可达到控制释药的目的。在PBS模拟体液中进行了聚氨酯及聚氨酯/磷酸三钙电纺纤维膜的体外降解实验;并进行了水接触角检测。水接触角测试结果表明,制备的聚氨酯(PU)初始水接触角均在100°以上,可体现在缓冲溶液中良好的稳定性。.
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