膠原基靜電紡纖維-真絲復合人工血管材料的制備及性能.pdf

1、人工血管移植是目前治療小口徑血管疾病最有效的方法之一，但存在的主要問題是小口徑人工血管的血液相容性差，遠期通暢率低。如何提高小口徑人工血管的遠期通暢率一直是該領域的研究熱點。膠原是細胞外最重要的水溶性纖維蛋白，具有出色的生物相容性和低免疫性，膠原靜電紡納米纖維支架能很好的模擬細胞外基質的三維拓撲結構，有利于細胞在支架上的固定、遷移以及增殖，但其力學性能無法滿足機體要求。紡織基人工血管材料的力學性能優(yōu)異，但是生物相容性較差。為了結合膠原靜

2、電紡纖維與紡織基真絲人工血管兩者材料的優(yōu)勢，制備一種力學性能優(yōu)良、生物學性能良好的復合血管材料，本研究對膠原基靜電紡的制備工藝和復合方法進行了初步探索。
　　本文以I型膠原為原料，聚氧化乙烯（PEO）為紡絲助劑，分別以六氟異丙醇（HFIP）以及以六氟異丙醇（HFIP）體積分數(shù)為50％的乙酸（AA）混合液為溶劑，制備膠原/PEO靜電紡纖維。通過掃描電鏡觀察靜電紡纖維的微觀形貌，分析了紡絲液性能（紡絲液濃度、膠原與 PEO質量比、黏度

3、、電導率）和紡絲工藝參數(shù)（電壓、接收距離、推進速度）對纖維形貌的影響。確定了最佳紡絲條件為：以HFIP體積分數(shù)為50％的AA混合液為溶劑、膠原/PEO質量比（m(膠原):m(PEO)）為70:30、紡絲液總質量濃度3％g/mL、紡絲電壓14 kV、接收距離20 cm、推進速度0.8 mL/h。
　　采用紅外光譜、X射線衍射和熱重分析對最佳紡絲條件下所制備的膠原/PEO靜電紡纖維膜的理化性能進行研究。結果表明，混紡纖維膜中膠原與 P

4、EO分子鏈間存在一定的分子間作用力，但并沒有改變彼此間的化學結構。膠原/PEO靜電紡纖維膜中膠原的質量分數(shù)為74％，與最初紡絲液中膠原質量分數(shù)理論值70％接近。
　　為了提高膠原/PEO靜電紡纖維膜的耐水性及力學性能，以25％的戊二醛水溶液蒸汽對其作交聯(lián)處理。在水溶液中，混紡纖維會發(fā)生一定的卷曲和收縮。通過對不同時間交聯(lián)后的混紡膜微觀形貌觀察、干濕態(tài)下的力學性能和水接觸角測試，得出最佳交聯(lián)時間為12 h。紅外光譜結果表明交聯(lián)沒有改

5、變混紡膜的化學結構，X射線衍射分析顯示交聯(lián)后混紡膜的結晶度顯著下降，熱重分析結果表明交聯(lián)后混紡膜的熱穩(wěn)定性稍有下降，這可能是混紡膜中 PEO的結晶結構改變或結晶度減小所致。
　　通過真絲人工血管材料等離子體處理和以生物膠或高濃度膠原溶液為粘合劑兩種復合方式制備膠原基靜電紡纖維/真絲復合人工血管材料，并以剝離測試和體外循環(huán)系統(tǒng)模擬裝置作為復合效果評價手段。結果表明，真絲與膠原基靜電紡纖維的界面相互作用力弱，真絲人工血管材料表面等離子

6、體處理對提高其對靜電紡纖維的粘附能力作用小。以生物膠或高濃度膠原溶液作為膠原基靜電紡纖維和真絲材料的粘合劑，可顯著改善復合效果，將該方法制備的復合材料置于體外循環(huán)系統(tǒng)模擬裝置中，經水流剪切作用5天后，兩者界面仍然保持完好。
　　總之，本研究以HFIP體積分數(shù)為50％的AA混合液為溶劑，成功制備了纖維形貌良好的膠原/PEO靜電紡纖維，并對交聯(lián)前后的混紡膜的理化性能進行了較全面的分析，在此基礎上，分別以生物膠或高濃度膠原溶液為粘合劑制