小直径血管支架的仿生构建及其种子细胞

静电纺丝仿生天然细胞外基质(ECM)结构,所制备的高度多孔、高比表面积的纳米级(50～500nm)纤维赋予了丰富的分子架构和生化信号,为种子细胞提供理想的生长微环境.不同组分、纤维尺寸及取向和种子细胞类型,可以裁剪获得不同生化和力学性能的电纺支架细胞复合物.总结了血管组织工程仿生ECM的设计与构建,并强调与支架复合的种子细胞在血管组织工程的作用.     

静电纺丝在组织工程支架材料制备中的应用

综述了静电纺丝的基本原理和过程参数,重点描述了静电纺丝及同轴共纺技术在组织工程支架材料领域的应用,最后对电纺技术在组织工程支架材料领域应用中存在的问题和面临的挑战进行了讨论.     

纤维基支架在骨和软骨组织再生中的应用

组织工程对于骨和软骨组织缺损的修复具有广阔的发展前景.在组织工程三要素之一的支架中,纤维基支架由于具有较大的比表面积、相互连通的多孔结构以及与天然细胞外基质相似等优势,在骨和软骨修复中展现出巨大的应用潜力.纤维支架的成型通常基于静电纺丝法、热致相分离法、自组装肽法和溶剂热法,血管化和软骨再生是此类支架在临床应用上面临的...     

组织工程三维多孔支架制备技术的最新进展

理想的组织工程支架是由具有一定降解性能的高分子材料制成的,制备的支架除了要有一定的孔隙率和适于细胞生长的孔径外,还要有较高的机械性能和生物活性.为此介绍了用于组织工程中的可降解高分子材料,并详细阐述了最新的制备组织工程支架的方法:超临界CO2技术,计算机辅助成型技术,以及静电纺丝技术.     

静电纺丝小口径人工血管支架材料的制备及其抗凝血性能的初步评价

首先合成催化体内一氧化氮供体(RSNO)释放一氧化氮(NO)的铜离子络合物(Cu(Ⅱ)-DTTCT),然后以Cu(Ⅱ)-DTTCT和具有良好生物相容性的高分子聚合物—聚己内酯(PCL)为原材料,利用静电纺丝技术制备小口径人工血管支架材料.结果表明,采用物理共混方式制备的支架材料尽管具有良好的催化性能,但存在突释现象和不同程度的细胞毒性.为了解决这一问题,选取较低细胞毒性的催化剂用量,以同轴电纺方式制备出以催化剂Cu(Ⅱ)-DTTCT和PCL为芯,以PCL为壳的具有芯壳结构的小口径人工血管支架材料,并对它的抗凝血性能进行了初步评价.这种芯壳结构支架材料在一定程度上能够控制NO释放速率,很好地解决了突释现象,并且不具有明显的细胞毒性.     

高性能聚合物电纺纳米纤维最新进展

近20年来,静电纺丝技术得到了快速发展和应用; 不同材料的电纺纳米纤维(包括聚合物基、金属基、陶瓷基、碳基及其复合材料等)已在能源、环境、生物医学和国防军工等领域得到了泛应用.通常,静电纺丝技术需将聚合物或聚合物前驱体原料溶解于溶剂中或者加热熔融进行电纺加工.然而,芳杂环高性能聚合物(如聚酰亚胺、芳香聚酰胺、聚苯等)由于其主链上的刚性环状结构,既难溶解于普通有机溶剂,也难加热熔融,没有流动性,故难以通过静电纺技术制备其纳米纤维.为了解决这个难题,研究人员努力探索了许多间接方法和途径来制备电纺高性能聚合物纳米纤维,并取得了突破性进展.如通过电纺前驱体法大规模地制备聚酰亚胺纳米纤维、利用热致重排进行分子转化制备了电纺聚苯并二噁唑纳米纤维、利用模板电纺法制备了聚苯基和聚吡咙基纳米纤维等.该文详细介绍了通过静电纺丝技术制备高性能聚合物纳米纤维的最新进展,具体包括聚酰亚胺、聚苯并咪唑、聚苯撑苯并二噁唑、芳香聚酰胺、聚苯、聚吡咙等芳杂环聚合物纳米纤维.此外,由于聚丙烯腈是制备碳纤维的重要前驱体,也对电纺聚丙烯腈纳米纤维的制备做了简要介绍.     

纤维基组织工程心脏瓣膜支架研究进展

心脏瓣膜损坏或缺陷所导致的疾病已成为危害人类健康的主要疾病之一.由纤维材料成型技术制备的组织工程支架具有良好的可设计性和较好的力学和生物性能,逐渐成为组织工程心脏瓣膜支架的主要制备方法.全文重点介绍了纤维基组织工程心脏瓣膜支架的研究进展,对采用针织、非织造以及静电纺丝制备技术得到的微纳米纤维基支架的各自特点进行了对比分析,由此表明具有优良生物相容性和可控力学性能的三维多孔纳米纤维基支架将是组织工程心脏瓣膜支架的发展方向.     

反应静电纺丝法制备超细三聚氰胺纤维

采用反应静电纺丝法制备了三聚氰胺超细纤维电纺膜.通过扫描电子显微镜(SEM)研究了纺丝过程中溶液黏度、纺丝电压、接收距离和电导率4个参数对超细纤维的形貌及平均直径的影响,并采用热重分析(TG)研究了电纺膜的耐热性能.结果表明,纤维平均直径d与溶液黏度η、纺丝电压V分别符合关系式d∝η0.33和d∝ V-0.25,纤维平均直径随接收距离增加先减小后增加,电导率的增加使纤维平均直径下降.当PVA质量百分数为8%、纺丝电压为18kV、固化距离为12.5cm、NaCl质量百分数为0.1%时可以纺制出表面光滑、平均直径为400-600nm、耐热性能良好的超细三聚氰胺纤维电纺膜.     

熔体微分静电纺丝纳米纤维高效绿色制备技术

纳米纤维在生物医疗、高效过滤及生化防护等领域有着广泛的应用前景。静电纺丝被学术界及工业界认为是最具产业化制备纳米纤维的前景技术之一,其中熔体静电纺丝无需使用溶剂,相比溶液静电纺丝,避免了有毒溶剂残留、回收及处理等问题,是聚合物纳米纤维绿色制造的发展方向。然而,受到装备复杂、工艺滞后的影响,熔体静电纺丝始终未能突破纤维细化难、制备效率低的瓶颈。为此,团队创新提出了熔体微分静电纺丝新方法,经过十余年探索,围绕其工艺、装备、材料及应用等进行了系统的研究,率先实现了500 nm范围内熔体电纺纳米纤维的工业化制备,并建立了世界上第一套熔体微分静电纺丝纳米纤维工业化生产线。本文将从熔体微分静电纺丝的机理、关键技术、纳米纤维批量绿色制造及应用三个方面介绍熔体微分静电纺丝的研究成果及最新进展。     

熔体静电纺丝技术研究进展

熔体静电纺丝技术作为一种不使用溶剂的超细纤维绿色制备工艺，在高性能无纺布、生物医药和高效过滤等方面有着广泛的应用。本文简单回顾了熔体静电纺丝研究历史，阐述了熔体静电纺丝工艺特点，综述了近年来熔体静电纺丝工艺、材料、装置及应用新进展，介绍了笔者团队熔体微分静电纺丝技术，并在最后提出几点对未来熔体静电纺丝研究重点的看法。通过本文，以期增进对超细纤维绿色制造新理论、新方法和新装备的认识。     

静电纺丝法制备聚己内酯/石墨烯复合材料纳米纤维

利用静电纺丝方法制备了聚己内酯(PCL)/石墨烯复合纳米纤维,对电纺纳米纤维的表面微观形貌、热性能和力学性能等进行了表征,并研究了石墨烯的加入量、PCL浓度、电纺电压、接收距离等参数对复合纤维性能的影响.研究结果表明:当加入石墨烯质量分数为0.27%时,得到的电纺纳米纤维的力学性能提高最大,拉伸强度增加48.6%,杨氏模量增加66.0%;当PCL质量分数为11%,电纺电压为28kV,接收距离为35cm,电纺液流速为6mL/h时,电纺过程稳定,可以得到直径均匀的纳米纤维.     

明胶水溶液静电纺丝成形研究

以水为溶剂制备明胶溶液进行静电纺丝,在60 ℃～65 ℃纺得明胶超细纤维,探讨了溶液质量分数、静电电压及纤网收集距离等因素对明胶/水溶液体系静电纺丝成形的影响。结果表明,在60 ℃及65 ℃时,明胶溶液的黏度随其质量分数的增加而大幅上升,呈2次指数关系;随着明胶溶液质量分数的降低（从25%降到15%）,所得纤维平均直径减少（从266.5 nm降为167.7 nm）;随着静电纺丝电压升高,纤维直径下降,当电压大于17 kV以后其变化趋于平缓;改变静电纺丝收集距离,从11 cm到21cm,电纺所得的纤维直径为165～210 nm,变化幅度不大。     

静电纺丝法制备图案化微纳米纤维薄膜

使用几种网孔结构的导电模板和绝缘模板作为静电纺丝收集装置,制备了图案化的微纳米纤维薄膜,并对其微观形貌进行了表征,对图案化形成机理进行了分析。结果表明,电纺纤维总是趋于沿电场线的方向运动,当导电网孔模板作为收集装置时,电纺纤维向导电格子聚集形成图案化纤维薄膜;当绝缘网孔模板作为收集装置时,电纺纤维避开绝缘模板格子,向模板孔洞聚集形成图案化薄膜。     

PA6/PVA复合纳米纤维的制备及性能研究

采用静电纺丝法制备了PA6/PVA复合纳米纤维.分析了不同质量比的PA6/PVA共混纺丝溶液的粘度、电导率、表面张力,并探讨其静电纺丝效果.采用扫描电镜、红外光谱、表面张力仪等对纳米纤维膜的形貌结构、成分相容性及亲水性能进行表征.结果表明,在纺丝电压为19kV、纺丝距离为20cm、丝液流量为0.2mL/h的条件下,共混溶液质量比为12%∶4%时的静电纺丝所得纤维具有良好的形貌,复合纳米纤维中PA6与PVA具有良好的相容性,并有效地克服了纯纺PVA纳米纤维在水溶液中出现的过度溶胀问题.     

抗菌型苯丙氨酸基聚酯脲静电纺复合纳米纤维敷料的制备及性能

采用静电纺丝技术分别制备聚己内酯(PCL)、苯丙氨酸基聚酯脲(PBP)/PCL和PBP/PCL/姜黄素(Cur)纳米纤维膜,通过对比分析PCL、PBP/PCL和PBP/PCL/Cur 3种静电纺纳米纤维膜,探究了PBP/PCL/Cur静电纺纳米纤维膜形貌、纤维直径、力学性能、姜黄素释放行为、抗菌性能、细胞毒性。研究表明：PBP/PCL/Cur静电纺纳米纤维膜呈多孔的三维结构,纤维直径为400 nm左右;能够在72 h内释放姜黄素,姜黄素的累计释放率达85.1%,具有很好的抗菌性能和细胞相容性。因此,PBP/PCL/Cur静电纺纳米纤维可用于感染性伤口的修复。     

静电纺丝参数对聚乳酸超细纤维支架形貌的影响

以聚乳酸为原料,采用静电纺丝技术制备纤维支架,研究了溶剂种类和工艺参数对纤维支架和纤维直径的影响规律.结果表明,采用四氢呋喃纯溶剂,所获纤维表面粗糙多孔,采用二氯甲烷可以获得表面光洁的纤维;随着纺丝液浓度的增加,电纺纤维直径增加,串珠形状由不规则形过渡至扁平形和球形,并且纤维直径显著增加;随着纺丝电压的升高,纤维直径呈下降趋势.     

静电纺丝法制备PVP纳米纤维绳的研究

采用双针尖平行放置的一对细小铜针作为接收装置,聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)无水乙醇质量分数为10%,电压25kV,在不同的旋转数下纺出了PVP纳米纤维绳.在电纺丝喷丝针头和接收铜针间的静电库仑引力,以及纺丝间库仑斥力的双重作用下,电纺出PVP纳米纤维,纺丝电源中断后,一端的铜针固定,另一端作高速旋转,在接收器铜针的高速旋转下最终制得PVP纳米纤维绳.用扫描电子显微镜(SEM)对其进行表征.实验结果表明,接收器旋转速度和接收距离对多纤维结构的形貌有显著影响.讨论了纳米纤维的形成机理.     

静电纺丝的电场分布对纳米纤维取向的影响

旋转收集法是静电纺丝中收集取向纤维的主要方法,但试验表明仅仅依靠高速旋转难以获得取向纤维,由此表明许多因素影响纤维取向.采用Maxwell软件对静电纺丝中不同条件下的电场分别进行仿真,分析了电场分布对纤维取向的影响.根据仿真结果,提出了改善电场分布和增强纳米纤维取向效果的有效方法,包括选择对称的框架结构、穿套辅助板的喷丝嘴、中继环形电极,按照最佳电场分布改进静电纺丝装置,并进行了静电纺丝,获得了取向较高的静电纺纳米纤维,证实了该仿真结果的准确性.     

碳纳米管/聚丙烯腈纳米纤维的制备

本文通过接枝共聚合方法合成了多壁碳纳米管/聚丙烯腈（MWCNTs/PAN）接枝共聚物,然后用静电纺丝装置对MWCNTs/PAN的二甲基甲酰胺（DMF）溶液进行电纺。重点研究了反应物配比、浓度、电压参数对电纺MWCNTs/PAN纳米纤维的影响。讨论了纳米纤维平均直径及直径分布的影响因素。     

电场均匀性对三孔和三针头静电纺丝的影响

为了研究电场分布对静电纺丝纤维直径的影响,设计一种以孔代替针头的平面三孔静电纺丝装置,与传统三针头静电纺丝装置进行对比试验,同时用Maxwell软件对两种静电纺丝装置的电场分布进行模拟.试验与模拟结果表明:以孔代替针头的纺丝装置中的电场分布更加均匀,所纺纤维直径更小且分布更加均匀.