聚乳酸电纺丝纳米纤维

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,单击此处编辑母版标题样式,*,聚乳酸静电纺丝纳米纤维及其药物缓释体系,1,聚乳酸( PLA) 是一种新型的人工合成医用高分子，其良好的生物相容性和生物降解性使得聚乳酸在临床医学上获得广泛的应用。静电纺丝作为一种制备聚合物纳米纤维的技术，越来越受到人们的关注，它是利用电场力对聚合物溶液或熔体进行纺丝的过程，一般所得的纳米纤维直径在 2 nm 到几微米之间。,2,采用静电纺丝法制备的聚乳酸纳米纤维的优点,1 孔隙率高,2 比表面积大,在组织工程支架、生物医药制药、生物技术等领域有广泛的应用,3,根据静电纺丝时纺丝液是溶液状态还是熔体状态，静电纺丝可分为溶液静电纺丝( S-ESP) 和熔体静电纺丝( M-ESP),明胶水溶液静电纺丝,4,（,1）溶液静电纺丝，即对高分子溶液进行静电纺丝，通过改变溶剂的选择和溶液的浓度来控制纤维的形貌和结构，制造装置简单，应用广泛。例如，Pitarresi 等人通过，-聚( 氮-2-羟基) -DL-天冬氨酸接枝聚乳酸( PHEA-g-PLA ) ，以 N，N-二 甲 基 甲 酰 胺 ( DMF ) 和 丙 酮( 80 20) 为溶剂，在常温下对其进行了溶液静电纺丝，得到了直径约为 1 m 的纤维; Chioua 等人以 1，1，1，3，3，3-全氟丁二烯-2-丙醇( HFIP) 为溶剂，采用溶液静电纺丝制备了鳕鱼明胶/聚乳酸复合纳米纤维。,5,（2）,熔体静电纺丝是对聚合物加热熔融进行纺丝的过程，与溶液静电纺丝相比，熔体静电纺丝可制得直径超细小的纤维，且纺丝时不需要有机溶剂，从而避免了毒副作用的发生，这在组织工程支架上有很大的优势例如，Tian 等人采用四段组合式加热装置，熔体静电纺丝聚乙烯-聚乙烯醇( EVOH) 共聚物包裹的聚乳酸，制备了直径大约在 1 m 3 m的纳米纤维; Liu 等用独特的伞形喷丝头装置，在200 250 对 PLA 进行了熔体静电纺丝，并研究了温度对聚乳酸纳米纤维形貌和相对分子质量的影响，实验发现，聚乳酸纳米纤维的降解速度随温度的升高而加快，245 时得到了聚乳酸纳米短纤维; John等对聚乳酸和纤维素纳米晶须( CNWs) 进行熔体静电纺丝，得到了直径在 90 m 95 m 的纳米纤维。,6,聚乳酸静电纺丝纳米纤维的结构形貌,1无纺布形式,2串珠结构,3多孔结构,4同轴结构等形态,7,聚乳酸静电纺丝纳米纤维的影响因素,1 溶剂参数主要是指溶剂的沸点、挥发性和偶极矩等;,2 溶液参数主要指溶液的浓度、黏度、表面张力和导电性等,3 过程控制参数是指电压、流速、喷丝头和极板之间的距离等,4 环境参数包括温度、湿度和环境气氛,8,1无纺布形式聚乳酸纳米纤维,无纺布形式聚乳酸纳米纤维的制备研究已很成熟，例如，ahman 等以 N，N-二甲基甲酰胺为溶剂制备了无纺布形式的聚乳酸纳米纤维; Liu 等静电纺丝聚乳酸/1，4-二氧六环/丙酮溶液得到了聚乳酸纳米纤维; Agarwal 等将壳聚糖/聚乳酸( CP) 溶于共溶剂三氟乙酸( TFA) 中，对不同 CP 比的混合液进行静电纺丝，制备了直径在 94 nm 到 389 nm 的纤维，并发现纤维的直径随壳聚糖质量比的增加而增大。唐勇红等采用静电纺丝方法制备了聚乳酸/聚己内酯( PLLA/PCL) 复合纳米支架，通过改变 PLLA/PCL 的比例，得到了不同尺寸的无纺布形式纳米纤维,9,2 串珠结构聚乳酸纳米纤维,纺丝过程中，喷射流或电压不稳定都会导致串珠结构产生，串珠结构由于尺寸较大，比表面积小，在纺丝过程中溶剂挥发速度低，因此串珠内部通常带有较多的溶剂。Li 等以氯仿/丙酮( 3 1) 为溶剂静电纺丝聚乳酸，在聚乳酸质量分数为 6% 时得到了串珠结构的纳米纤维，当增大喷丝头尺寸时，串珠结构向纺锤形转变，实验中还发现，纤维直径随推挤速度的减小而下降，串珠结构出现的概率随纺丝液中聚乳酸的浓度增大而降低。除了电压、喷头尺寸、流速和浓度外，溶剂的选择也是影响串珠结构的一个因素。,10,3 多孔结构聚乳酸纳米纤维,与串珠结构静电纺丝纳米纤维相反，多孔结构静电纺丝纳米纤维有更大的比表面积，且孔道结构有利于提高通量。所以当静电纺丝纤维作为吸附材料或者载体时，大的比表面积意味着更高的吸附量或者负载量; 而作为细胞培养基质时，孔道结构的存在有利于营养物质在纤维内部的传递。,11,4 同轴结构聚乳酸纳米纤维,Loscertales 等人在 2002 年使用同轴静电喷雾装置制备了直径在 0. 15 m 10 m 的单分散胶囊。随后 Sun 等在 2003 年首次提出同轴静电纺丝的概念，人们从此对同轴静电纺丝的研究越来越多。同轴静电纺丝与传统的单轴静电纺丝原理相同，都是在强电场力作用下使聚合物溶液形成喷射流然后进行纺丝加工。其独特之处在于它是将 1 根较细的毛细管插入较粗的毛细管中，并保持两管同心，根据需要向内外管内注入 2 种不同的溶液，通过调整工艺可以获得具有特殊核-壳结构的纳米纤维。,12,聚乳酸纳米纤维药物缓释体系,聚合物纳米纤维作为药物传递和控释的载,体，具有如下优点:,1体积微小，能穿过组织间隙;,2 药物的稳定性相对提高;,3可控释药物，延长生物半衰期;,4易实现靶向和定位给药，从而在很大程度上提高了药物的利用率;,5有效地减少给药次数，减轻或避免了毒副作用。,13,聚乳酸作为一种具有良好的生物相容性，生物降解性的高分子材料，将其作为药物缓释体系的载体材料，通过静电纺丝方法制备的聚乳酸载药纳米纤维，可用于毒副作用大、生物半衰期短、易被生物酶降解的药物给药。,通过同轴静电纺丝方法制备聚乳酸载药纳米纤维具有的核-壳结构，对药物可以进行有效的包覆和控制释放。对聚乳酸核-壳载药纳米纤维载药和释药行为进行研究，有助于其在过滤膜、创伤愈合敷料、组织工程和药物传递等领域的应用。,14,