电纺胶原和蛛丝纳米纤维膜的制备、表征及生物安全性比较

目的：制备胶原和蜘蛛丝两种纳米纤维膜，进行理化性能表征和生物相容性比较，以期将蜘蛛丝纳米纤维用于组织工程支架材料。 方法：实验于2006-07/2007-08在上海市东华大学生物科学与技术研究所完成。将胶原和蜘蛛丝分别以80 g/L溶于六氟异丙醇，采用高15 kV压静电纺制成纳米纤维膜，真空干燥后对其理化性能进行表征。扫描电镜观察超微结构，并进行水接触角测量和水解稳定性测量；并采用MTT实验比较猪大动脉内皮细胞在两种纤维膜表面的黏附、生长和增殖等情况。 结果：①静电纺胶原和蛛丝纳米纤维膜均具有良好三维多孔结构，但蛛丝纤维直径更均匀。蛛丝膜具有较大的水接触角，在水解稳定性测试中质量损失较少。②MTT实验表明，种植6 h后血管内皮细胞在胶原和蛛丝膜上都能黏附，但蛛丝膜上细胞增殖速度较快，2 d后超过胶原膜，7 d后蛛丝膜上细胞多于胶原膜表面40%以上。 结论：胶原和蛛丝都能促进血管内皮细胞黏附、生长。蛛丝膜具有较强的疏水性和水解稳定性，在体外培养过程中蛛丝更有利于细胞增殖，有望作为血管组织工程支架材料。     

生物交联剂京尼平对静电纺明胶纳米纤维膜改性的影响

背景：生物高分子纳米纤维膜极不稳定,易水解,所以需要进行交联改性。而以往所采用的交联剂具有一定的细胞毒性,降低了材料的生物相容性。 目的：用生物交联剂京尼平对静电纺明胶纤维膜进行交联处理,观察交联产物的理化性能和生物相容性。 设计、时间及地点：观察性实验,于2008-03/10在东华大学生物材料与组织工程研究实验室完成。 材料：将交联剂京尼平按质量比为0.0%,2.5%,5.0%,7.5%,10%加入明胶溶液中共混,通过静电纺制备纳米纤维膜。 方法：扫描电镜样品经表面喷金后在10 kV加速电压下观察纤维表面的形貌。在万能材料测试机测试其拉伸力学性能。采用MTT法测试猪动脉血管内皮细胞在纳米纤维膜上的黏附与增殖情况。 主要观察指标：共混静电纺明胶纳米纤维的形态结构、力学性能、生物相容性。 结果：通过扫描电镜观测发现京尼平共混交联的明胶纳米纤维尺寸略有增大,当京尼平含量为5.0%时,纤维直径最大,增大了约200 nm;力学测试显示材料的力学性能在添加京尼平之后有了明显提高,当京尼平含量为5.0%时,应力达到了（2.45±0.09）MPa,应变达到了（3.85±0.57）%;生物相容性实验表明猪动脉血管内皮细胞在经京尼平处理过的明胶纳米纤维膜上能有效地黏附与增殖。 结论：含有京尼平的明胶纳米纤维膜各项理化性能都有了显著的提高,与猪动脉血管内皮细胞复合具有良好的生物相容性。     

不同组分电纺丝素蛋白/聚己内酯超细纤维膜与小鼠成纤维细胞的相容性***◆

背景：近年来,静电纺丝法已被认为是一种制备纳米至亚微米级纤维组织工程支架的简便方法。 目的：对3种由静电纺丝法制备的纤维膜进行生物学评价。 设计、时间及地点：观察性实验,于2009-01/04在杭州师范大学临床医学院完成。 材料：电纺丝素蛋白/聚己内酯超细纤维膜(SF70/PCL30,SF50/PCL50)以及丝素蛋白/聚己内酯/纳米羟基磷灰石超细纤维膜(SF50/PCL50-nHA,其中纳米羟基磷灰石含量为30%)由浙江理工大学省部共建“先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室”制备。 方法：将L929细胞以5.5×108 L-1浓度接种在3种电纺超细纤维膜上进行培养。在1,3,5 h和1,4,7 d时用MTT法测定细胞黏附和增殖情况,在1 d和7 d时扫描电镜观察细胞的形态。 主要观察指标：L929细胞在电纺SF70/PCL30,SF50/PCL50,SF50/PCL50-nHA超细纤维膜上的黏附和增殖情况;L929细胞的形态特征。 结果：相比于没有加入纳米羟基磷灰石的电纺纤维膜,电纺SF50/PCL50-nHA超细纤维膜会较好地提高细胞在其上的黏附和增殖能力。扫描电镜观察也表明,L929细胞可以在电纺SF50/PCL50-nHA超细纤维膜上很好地呈梭形生长,并且在其表面可以观察到丰富的绒毛和伪足,伪足与材料紧密相联。 结论：3种电纺超细纤维膜特别是电纺SF50/PCL50-nHA超细纤维膜可以很好地应用于组织再生。     

两种聚(左旋乳酸-己内酯)静电纺纳米纤维膜的性能比较

背景：聚左旋乳酸和聚己内酯各自都有其优点与缺点,而共聚或共混后性能可以得到有效的改善,但因为两者添加比例的不同会对性能有一定的影响,在不同的纺丝溶液浓度下纺出的纤维性能亦会有所差异。 目的：通过对两种原料聚(左旋乳酸-己内酯) (75/25;50/50)在不同纺丝液浓度下制得的纳米纤维膜各种性能的比较,选出最佳的原料和相应的纺丝液浓度。 设计、时间及地点：对比观察实验,于2007-09/2008-11在东华大学生物材料与组织工程实验室完成。 材料：将聚聚(左旋乳酸-己内酯)材料在乳酸/己内酯为75/25和50/50两种比例下,在质量分数为4%,6%,8%和10%纺丝液浓度下通过静电纺丝制备纳米纤维膜。 方法：扫描电镜样品经表面喷金后在10 kV加速电压下观察纤维膜的形貌。在万能材料测试机测试其断裂强度和断裂伸长率。采用MTT法测试猪髋动脉内皮细胞在纳米纤维膜上的黏附与增殖情况。 主要观察指标：静电纺纳米纤维膜的纤维形态、力学性能及生物相容性。 结果：通过扫描电镜观察发现由质量分数为6%聚(左旋乳酸-己内酯) (50/50)制备的纤维膜具有更好的纤维形态,且直径分布均匀;拉伸力学测试显示由聚(左旋乳酸-己内酯) (50/50)制备的纤维膜比聚(左旋乳酸-己内酯) (75/25)具有更高的断裂伸长率,但断裂应力较低;细胞生物相容性实验表明猪髋动脉内皮细胞在质量分数为6%和8%聚(左旋乳酸-己内酯) (50/50)的纳米纤维膜上更能有效的黏附与增殖。 结论：纺丝液质量分数为6%的聚(左旋乳酸-己内酯) (50/50)制得的纳米纤维膜各项性能较优。     

聚(左旋乳酸-己内酯)/ Fe3O4取向超细纤维的制备及生物相容性

背景：在静电纺过程中利用磁场效应的方法更适合制备载有磁性纳米粒子的取向纤维。但当前的研究多限于水溶性聚合物材料的电纺。 目的：通过相转移方法制备均匀分散有Fe3O4磁性纳米粒子的聚(左旋乳酸-己内酯)溶液,在外加磁场作用下通过静电纺技术制备聚(左旋乳酸-己内酯)/Fe3O4定向排列复合纤维,体外接种猪髋动脉内皮细胞,初步观察细胞相容性。 设计、时间及地点：对比观察实验,于2008-06/2008-10在东华大学化学化工与生物工程学院生物科学研究所生物材料与组织工程实验室完成。 材料：聚(左旋乳酸-己内酯)无规共聚物(50∶50,Mw30~40万)由日本 Nara Medical University提供;猪髋动脉内皮细胞由中国科学院细胞所提供。 方法：采用相转移法将水相中的Fe3O4磁性纳米粒子转移至有机溶剂中,制备聚(左旋乳酸-己内酯)/ Fe3O4的溶液,利用磁场对Fe3O4磁性纳米粒子的牵引作用,静电纺制备取向超细纤维。 主要观察指标：通过扫描电镜对纤维进行表面形态、取向度进行分析,采用透射电镜分析Fe3O4磁性纳米粒子在纤维中分散和分布情况。在复合Fe3O4磁性纳米粒子的聚(左旋乳酸-己内酯)静电纺纤维膜上体外接种猪髋动脉内皮细胞,采用 MTT法检测纤维膜上细胞的黏附和增殖能力以评价其生物相容性。 结果：通过添加乳化剂油酸钠成功得到分散均匀的Fe3O4磁性纳米粒子三氯甲烷溶剂。扫描电镜结果表明在磁场的影响下,静电纺得到的纤维表面光滑、无明显珠状物分布;排列方向沿磁场磁力线分布,取向度良好。透射电镜结果显示Fe3O4磁性纳米粒子在静电纺超细纤维中分散度良好。细胞生物相容性结果显示制备的载有磁性纳米粒子的聚(左旋乳酸-己内酯)静电纺超细纤维细胞黏附率优于纯聚(左旋乳酸-己内酯)纤维;其细胞增殖率与纯聚(左旋乳酸-己内酯)静电纺超细纤维接近。 结论：含有一定浓度的Fe3O4磁性纳米粒子的聚(左旋乳酸-己内酯)溶液,在外加磁场的作用下,静电纺得到的纤维排列方向沿磁场磁力线分布,取向度极佳,且具有良好的细胞相容性。     

比较电纺β-磷酸三钙/明胶引导组织再生膜与聚乳酸、聚丙交酯/乙交酯膜的生物相容性

背景：以往有很多学者通过发泡法将β-磷酸三钙与明胶复合得到引导组织再生材料，但将其采用静电纺丝技术制成纤维膜的报道很少。 目的：制备新型引导组织再生膜，并比较其与聚乳酸，聚丙交酯/乙交酯膜的细胞毒性。 方法：采用静电纺丝法制备β-磷酸三钙/明胶引导组织再生膜，通过扫描电子显微镜对纤维膜表面进行观察。通过MTT实验对电纺β-磷酸三钙/明胶膜与聚乳酸，聚丙交酯/乙交酯膜的细胞毒性进行对比。 结果与结论：新型电纺β-磷酸三钙/明胶膜为多孔状，β-磷酸三钙颗粒呈结节状附着在明胶纤维表面，纤维直径平均为400~500 nm，分布比较集中，大多在200~500 nm之间。与聚乳酸，聚丙交酯/乙交酯膜及阴性对照之间细胞毒性差异无显著性意义(P > 0.05)。说明新型电纺β-磷酸三钙/明胶引导组织再生膜细胞毒性较低，基本符合生物材料安全性的要求，有望成为新型的引导组织再生膜材料之一。 关键词：明胶；β-磷酸三钙；聚乳酸；聚丙交酯/乙交酯；引导组织再生；静电纺丝；生物相容性 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.16.014     

PEA静电纺纳米纤维膜的制备及生物相容性研究

背景:现有组织工程用材料存在着生物相容性不好,降解时间不理想等问题,PEA是可降解生物材料领域有非常广阔应用前景一种新的的族群,其造价便宜,却有远比现有合成可吸收纤维好很多的生物相容性和降解性能。目的:本文首次采用静电纺丝方法制备了PEA（Poly ester-amide）纳米纤维。PEA是一种新型可降解高分子材料,在很多生物医学领域有较好的应用前景。通过PEA纳米纤维进行性能检测,为静电纺PEA纳米纤维应用于组织工程和生物医学领域提供前期研究。设计、时间及地点: 实验于2007-07/2008-07在东华大学生物研究所生物材料与组织工程实验室完成方法:采用静电纺技术制备PEA纳米纤维膜,用扫描电镜（SEM）观察纳米纤维的表面形貌,红外光谱(FT-IR) 表征PEA的化学结构;X射线衍射法(XRD)表征其晶体结构的变化;差示扫描量热法(DSC)表征其热力学特性;力学性能测试表征其断裂强度和断裂伸长率;用MTT法检测其生物相容性。结果: 随着浓度的增加,纤维的直径由10wt%时的180 nm递增到20wt%时的350 nm;FT-IR测试表明其化学结构在纺丝前后保持了一定的稳定性;XRD测试表明PEA在经过溶剂处理和纺丝后,结晶度下降;平均厚度为（0.5+0.05）mm的PEA纳米纤维膜的平均断裂强度和平均断裂伸长率分别达到（1.0+0.18）Mpa,和（18.20+2.86）%;MTT结果表明内皮细胞在PEA纳米纤维膜上增值活跃, 内皮细胞在纤维表面黏附并显示出良好的生长形态;结论:通过性能表征和生物相容性研究,PEA在组织工程支架材料方面有很好的应用前景     

电纺载盐酸四环素的聚乳酸-聚乙醇酸纳米纤维膜制备以及性能表征

背景：由于良好的疗效和较低的不良反应,局部药物控制释放系统防止感染正在引起越来越多的关注。而静电纺丝制得的高分子纳米纤维,是一种良好的载药材料。 目的：使用静电纺丝技术制备载不同含量盐酸四环素的聚乳酸-聚乙醇酸载药纳米纤维膜,着重观察其抑菌性能和细胞相容性。 方法：以15~20 kV的电压,0.3~0.5 mL/h的流速使用静电纺丝技术制备载不同含量盐酸四环素的聚乳酸-聚乙醇酸载药纳米纤维膜。通过扫描电镜观察纳米纤维膜的形貌。检测载药率,绘制药物释放曲线,并用改良的Kirby-Bauer实验来观察载药纳米纤维膜的体外抑菌性能。用MG-63细胞来检测纳米纤维膜的生物相容性。 结果与结论：载不同含量盐酸四环素的聚乳酸-聚乙醇酸载药纳米纤维直径均在360~470 nm之间。且载药率都可以达到80%以上。载药量为10%的纳米纤维突释最大。载药纳米纤维膜可以有效的抑制金黄色葡萄球菌的生长但是对于MG-63细胞的黏附和增殖没有明显的不良影响。相比较而言,载药量为3%和5%的载盐酸四环素纳米纤维膜对于防止引导组织再生术后感染而言是较好的选择。 关键词：盐酸四环素;聚乳酸-聚乙醇酸;静电纺丝;纳米纤维;载药 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.25.018     

静电纺丝纳米纤维膜作为骨骼肌组织工程支架材料的细胞相容性

摘要 背景：有报道以生物可降解的胶原盘或聚L-乳酸、聚羟基乙酸、聚L-乳酸/聚羟基乙酸共聚物等作为骨骼肌组织工程的支架材料,各有优缺点,不能完全满足骨骼肌组织工程的需要。 目的：探讨静电纺丝纳米纤维膜作为骨骼肌组织工程支架材料的可行性。 方法：制备7种不同组分的静电纺丝纳米纤维膜,以其浸提液为培养基培养第3代SD乳鼠成肌细胞,以含体积分数20%新生小牛血清的F12培养基培养的为对照。采用MTT法和扫描电镜检测成肌细胞在各组材料的黏附及生长情况。 结果与结论：各组分静电纺丝纳米纤维膜吸光度值与对照组间差异无显著性意义(P > 0.05)。各组分静电纺丝纳米纤维膜组成肌细胞黏附率差异有显著性意义(P < 0.05)。扫描电镜与上述结果一致。含70%聚乳酸+20%蚕丝蛋白+10%胶原组成电纺丝纳米纤维膜组可见大量成肌细胞黏附,呈梭形,两极伸展,排列规律,效果最好。其他各组细胞少,形态不规则,似衰退期成肌细胞。提示静电纺丝纳米纤维膜无细胞毒性,对成肌细胞的增殖无影响,成肌细胞能良好地黏附;以70%聚乳酸+ 20%蚕丝蛋白+10%胶原组分效果最佳。 关键词：聚乳酸;蚕丝蛋白;胶原;成肌细胞;静电纺丝技术;纳米纤维膜;组织工程 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2011.12.020     

聚氨酯/多壁碳纳米管复合材料电纺丝支架对成纤维细胞生长的促进

应用电纺丝方法制备纤维直径为300~500 nm的多壁碳纳米管/聚氨酯复合材料，以无纺膜材料作为细胞支架，选择在促进组织修复和再生中起重要作用的成纤维细胞株作为实验细胞。通过扫描电镜对多壁碳纳米管/聚氨酯无纺膜及聚氨酯无纺膜的微观形貌进行表征；通过细胞黏附实验、增殖实验以及细胞骨架发育观察，探讨无纺膜的微观纳米拓扑结构及多壁碳纳米管的复合对细胞的作用；并进一步采用双层细胞培养装置，分析多壁碳纳米管/聚氨酯无纺膜通过细胞通讯途径对在其他材料上生长的细胞生长行为的影响。实验结果表明，无纺膜中的纳米纤维网络结构和多壁碳纳米管成分不仅能够显著促进细胞的黏附和增殖，而且有利于细胞的迁移和聚集；另外，生长在多壁碳纳米管/聚氨酯无纺膜支架上的细胞可能通过旁分泌方式将某些生物大分子分泌到细胞外液中，经局部扩散作用于在其他材料上生长的细胞，促进其增殖。因此，多壁碳纳米管/聚氨酯纳米纤维无纺膜为细胞提供了接近天然细胞外基质的人造微环境，显示了该支架在引导组织修复和再生中的应用潜力。