静电纺丝制备壳聚糖/普鲁兰多糖纳米纤维膜

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壳聚糖是一种天然高分子材料,是自然界第二丰富的天然有机材料,具有生物相容性、生物可降解性、抗菌性等生物学特性,可应用于组织工程、药物输送、伤口敷料等领域。普鲁兰多糖是一种由淀粉产生的中性线性真菌多胞外多糖,除了具有天然多糖的优点,如无毒、生物相容性和可生物降解等性质以外,还具有优良的水溶性,高吸水能力,粘接性,以及形成性能优异的薄膜和纤维的能力。普鲁兰多糖易加工成纳米纤维。近年来,普鲁兰多糖在生物医学领域进行了广泛的研究,如靶向药物、组织工程、伤口敷料等。静电纺丝技术是制备纳米纤维膜常用的、简单的技术。静电纺纤维膜具有独特的性质,如高比表面积、高孔隙率、可调的孔径分布等,使其在多个领域有着广泛应用,尤其是生物医学工程。由于壳聚糖主链上氨基的质子化,使壳聚糖的静电纺丝非常困难。因此,壳聚糖纳米纤维的制备往往需要采用三氟乙酸、DMSO和浓醋酸等有毒或腐蚀性溶剂,极大地影响壳聚糖纳米纤维膜在生物材料领域的应用。本论文采用低浓度乙酸制备了壳聚糖/普鲁兰多糖纳米纤维膜。由于纯壳聚糖纺丝非常困难,我们采用普鲁兰多糖为载体以提高壳聚糖的电可纺性。通过壳聚糖和普鲁兰多糖的共混静电纺丝和同轴静电纺丝分别制备了纳米纤维膜,并比较了两种方法制备的纳米纤维膜的性能。对于混合静电纺丝,使用不同比例的壳聚糖和短梗霉素,即30:70、20:80、50:50和70:30.共聚电子自旋普鲁兰占壳聚糖的17%。浓度变化分别为1%、2%、3%和4%。由于壳聚糖和多糖普鲁兰多糖都是亲水性的天然高分子聚合物,因此,为了提高纳米纤维膜的水稳定性,采用多巴胺为交联剂,探索交联剂含量和交联方式(氢氧化钠和碳酸铵)对纤维膜结构的影响。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR),场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、水接触角(WCA)、吸水性等对纳米纤维膜进行表征和测试。结果表明,以普鲁兰多糖为载体聚合物可实现壳聚糖的静电可纺性,并获得纳米级纤维;纺丝温度和湿度对可纺性具有重要影响;以多巴胺为交联剂在碳酸铵蒸气环境中进行交联,获得的纳米纤维膜具有较好的水稳定性;以壳聚糖溶液为芯液,以普鲁兰多糖溶液为壳液,利用同轴静电纺丝制备的纳米纤维毡相比共混电纺纳米纤维膜直径更大,且水稳定性较差;因此,相比较而言,共混静电纺丝方法更适合制备壳聚糖/普鲁兰多糖纳米纤维膜。
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