原位静电纺丝技术在生物医学领域的应用研究

摘要

静电纺纳米纤维材料具有不同于普通纤维材料的纳米尺度、比表面积大、孔径小等优良特性，在生物医疗、储能催化、环境治理、航空航天等领域有着广阔的实际应用前景。静电纺丝法是一种基于高压静电连续生产纳米纤维的简单技术，该方法简单高效、生产成本较低、改造加工性强，是近年来纳米技术的研究热点之一。原位静电纺丝技术在充分发挥静电纺纳米纤维优良特性的基础上，结合便携式静电纺丝装置使用灵活的优势，在生物医学领域展现出广泛的应用前景和巨大的发展潜力。本论文拟利用自主设计的便携式静电纺丝装置，探索原位静电纺丝技术在生物医学方面的应用。
　　本论文主要由以下三部分组成：
　　（1）针对医用胶涂抹给药存在的用药量大、给药范围不确定的缺陷，我们设计了一种静电纺丝喷涂装置，通过在传统静电纺丝装置上添加辅助气流实现了医用胶纤维的定向、定点精确沉积。与传统的涂抹给药方式相比，医用胶纳米纤维化不仅有助于提升粘合强度，而且用药量仅为涂抹给药的1/6，显著降低了医用胶的毒副作用。此外，医用胶纤维定向沉积，有效避免了组织粘连问题，预防组织的感染，促进伤口愈合。
　　（2）静电纺纳米纤维无纺布在医用敷料领域应用十分广泛，高比表面积、三维网状结构和高孔隙率能够显著加快伤口愈合速度。我们利用自主设计的便携式手持静电纺丝装置在伤口表面原位喷敷纳米纤维抗菌敷料。纺丝液中掺杂硅载银纳米颗粒使得纳米纤维具敷料有广谱抗菌性能。这种原位喷敷的纳米纤维敷料不受突发急救现场环境以及伤口面积、部位的限制，可以随时随地实施治疗。本方法在发挥纳米纤维敷料优势的基础上，结合便携式手持静电纺丝装置，携带方便，操作灵活，在战场、交通事故及突发的急性创伤救治方面有着良好的应用前景。
　　（3）传统单针头静电纺丝装置制备纳米纤维的产量极低，严重阻碍了静电纺丝技术从实验室研究走向产业化应用的发展推广。无针头静电纺丝技术克服了纺丝喷头的数量限制，极大提高了纳米纤维产量，为静电纺丝技术产业化发展打下了坚实基础。目前采用滚筒电极或者线电极的大规模静电纺丝设备已经用于产业化生产。我们主要介绍了当前静电纺丝技术的产业化发展现状，重点介绍了几种代表性的新型无针头静电纺丝装置，并对目前市场上销售的静电纺丝产业化生产设备以及日常生活中使用的纳米纤维产品进行了调研。

目录

引言

第一章 静电纺丝技术简介

1.1 纳米纤维制备技术

1.2 静电纺纳米纤维

1.3 原位静电纺丝技术

1.4 无针头静电纺丝技术

1.5 参考文献

第二章 原位电纺医用胶纤维给药技术的安全性探讨

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 实验结果与讨论

2.4 本章小结

2.5 参考文献

第三章 原位电纺纳米纤维抗菌敷料及其效果评价

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

3.5 参考文献

第四章 静电纺纳米纤维产业化研究进展

4.1 引言

4.2 新型无针头静电纺丝技术

4.3 工业化电纺装置及应用

4.4 参考文献

攻读学位期间的研究成果

致谢

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