基于蓝鲨Ⅱ型胶原蛋白/壳聚糖防海水及促伤口愈合纳米纤维复合膜的制备

摘要

皮肤是人体的最大器官，对保护人体和维护人体正常功能有着至关重要的作用，是人体抵御外界伤害的第一道屏障。在生活中，皮肤很容易因为外界坏境和自身的因素受到伤害，如刀伤、咬伤、灼伤、碰伤、抓伤、冻伤等，以及一些皮肤疾病，如顽固性褥疮、慢性溃疡等。因此，如何寻找到能够有效治疗创面的伤口敷料成为一个不得不面对的重要问题，在众多的产品中可以将其分为被动型伤口敷料、交互型伤口敷料、生物型伤口敷料。其中生物型伤口敷料相比于其它两类有着很多的优势。 本实验主要是选用低免疫原性蓝鲨Ⅱ型胶原蛋白(CⅡ)与壳聚糖为主要原料，筛选低毒甚至无毒的纺丝溶剂溶解原料，然后利用静电纺丝技术制备出复合型生物伤口敷料，并对材料性能进行初步分析。 将蓝鲨Ⅱ型胶原蛋白和壳聚糖分别溶解于不同的溶剂体系中，在合适的纺丝条件下筛选出能够进行静电纺丝的相对低毒，价格便宜的溶剂体系。在实验中还发现由于壳聚糖溶于纺丝溶剂时，使溶液呈现出很大的粘性，会阻碍静电纺丝过程中纤维在泰勒锥出的延展，所以壳聚糖应当加以特殊的处理反应以降低溶解时纺丝液的粘度。初步纺丝筛选出80%的乙酸水溶液为溶剂体系，溶液浓度为0.07 g/mL时，利用静电纺技术，成功纺丝制得复合纳米纤维。 为探究蓝鲨Ⅱ型胶原蛋白和壳聚糖纳米纤维膜材料的最佳纺丝工艺，先对静电纺丝过程涉及的三个参数（施加电压，给料速率，接收距离）进行单因素实验确定它们的中心点。根据单因素实验获得的相关结果，利用响应面法计算出静电纺丝最优工艺参数，根据实际情况设置相关参数为：纺丝液总浓度 0.07 g/mL（m（蓝鲨Ⅱ型胶原蛋白)：m(壳聚糖)：m（聚氧化乙烯）=1：5：1），施加电压为20 kV，接收距离为16.6 cm，给料速率为0.70 mL/h，优化工艺参数下，纺丝制备的聚集成纳米膜的单根纤维有着很好的外在形貌，平均直径降低到230.34 nm±66.67 nm。 纳米纤维复合膜虽然具有良好的微观形态，但是由于材料本身存在着大量的亲水基团，防水性能很差，这严重影响了材料自身良好特性的发挥。因此在条件允许的情况下，就需要对材料特定基团进行改性处理。将纳米纤维复合膜放入含戊二醛的蒸汽氛围中，按照不同的时间进行反应，从而提高纳米材料的耐水性。交联后将材料浸入模拟海水中、并考察材料的拉伸强度和水接触角，综合考虑获得最优交联时间是24h，接着利用红外光谱仪和热重仪对交联24h的纳米纤维复合膜进相关测试，发现结构和热稳定性于未交联前并没有发生较大的改变。 生物相容性是材料研究和最终应用时必不可少的一个衡量准则，即材料在实际应用过程中与机体相互作用时，机体的反应和材料的反应。初步从细胞增殖方面着手评价纳米纤维复合膜的生物相容性。将骨髓间充质干细胞（BMSCs）和成纤维细胞（L929）种植在纳米纤维复合膜材料上，结果表明细胞可以粘附在材料生长。但是该材料对不同细胞增殖有着不同的促进效果，材料对BMSCs增殖的促进效果远低于成纤维细胞。

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