静电纺纳米纱线作为载药手术缝合线的研究

摘要

手术缝合线是外科手术中常用的医疗用品之一，缝合线可以将因受伤而分离的组织缝合在一起，从而保证伤口的愈合。然而，随着医疗水平的逐渐进步，人们希望理想的手术缝合线在缝合基础功能上，还应具备促进组织修复或者防止伤口感染等多样化的功能。结合静电纺丝技术制备的纳米纱线，具有优良的力学性能、良好的生物相容性和多样化的载药手段。因此，静电纺丝纳米纱线在作为多功能手术缝合线的应用上具有很大的潜力。 本研究中通过对称共轭静电纺丝技术，以聚乳酸-羟基乙酸（PLGA）和胶原等为原料制备出两种纳米纱线：静电纺丝载生长因子纳米纱线和静电纺丝载药纳米纱线。静电纺丝载生长因子纳米纱线是将纳米纱线浸泡在生长因子溶液中，通过毛细作用将生长因子吸附到纳米纱线中制备得到。通过扫描电子显微镜、力学测试等方式对纳米纱线的相关理化特性进行分析。在体外实验中，体外药物缓释实验和体外降解实验分别用来评价纳米纱线的药物释放行为和降解性能。用人脐静脉内皮细胞 (HUVECs)的实验来评价纳米纱线的生物相容性。研究结果显示，制备得到的载生长因子纳米纱线，其表面纳米纤维的形貌良好，纳米纱线具有明显的壳-芯结构，转化生长因子 (TGF-β1) 可以被负载在纳米纱线中。其最大断裂强度达到了240.1MPa，达到作为手术线的需求。载生长因子纳米纱线因子缓释能力良好，最终缓释量可以达到理论载药量的40.82%。载生长因子纳米纱线的生物相容性优良。 载药纳米纱线采用混纺的方法，直接将聚己亚甲基盐酸 (PHMB)混合在纺丝溶液中制备得到载药纳米纱线，并加入了天然材料胶原以改善纳米纱线的生物相容性。通过扫描电子显微镜、红外光谱和力学测试等对载药纳米纱线的理化特性进行分析。通过体外药物缓释实验评价载药纳米纱线的药物持续释放能力。通过抗菌实验评价载药纳米纱线对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌能力。用小鼠成纤维细胞 (L929)的增殖实验来评价纳米纱线的生物相容性。研究结果显示，胶原和药物的加入，对纳米纱线的表面纳米纤维形貌和力学性能没有较大的影响。载药纳米纱线的持续药物释放时间可以达到21天，总释放量达到理论载药量的50.49%。载药纳米纱线对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长具有明显的抑制作用，其生物相容性因为胶原的加入更加优秀。纳米纱线表面取向的纳米纤维对L929的生长有明显的诱导作用。 制备的载生长因子和载药纳米纱线都具有优良的力学性能和生物相容性，载生长因子手术线的因子释放速度快、释放周期短，载药纳米纱线药物释放稳定、作用时间长，可分别应用于不同用途的多功能手术线。

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第一章 绪论

1.1 手术线简介

1.2 静电纺丝技术

1.2.1 静电纺丝技术简介

1.2.2 静电纺丝影响因素

1.2.3 静电纺丝载药系统

1.3 静电纺丝纳米纱线

1.3.1 静电纺丝纳米纱线的制备

1.3.2 静电纺丝纳米纱线载药系统

1.3.3 静电纺丝纳米纱线应用

1.4 静电纺丝纳米纱线原料选择

1.5 课题研究的内容及意义

第二章 静电纺丝载生长因子PLGA纳米纱线

2.1 引言

2.2 实验材料及仪器设备

2.3 实验部分

2.3.1 纳米纱线及载生长因子纳米纱线的制备与表征

2.3.2 载生长因子纳米纱线体外释药研究

2.3.3 纳米纱线的体外降解

2.3.4 纳米纱线生物相容性及细胞粘附性能

2.4 实验结果与讨论

2.4.1 预实验结果分析

2.4.2 纳米纱线的表面纤维形貌及壳-芯结构

2.4.3 纳米纱线的力学性能

2.4.4 纳米纱线的载药及药物的体外释放

2.4.5 纳米纱线体外降解

2.4.6 纳米纱线生物相容性及细胞粘附性能

2.5 本章小结

第三章 静电纺丝载药抗菌PLGA/COL纳米纱线

3.1 引言

3.2 实验材料及仪器设备

3.3 实验部分

3.3.1 PLGA/COL纳米纱线及载药纳米纱线的制备与表征

3.3.2 PLGA/COL载药纳米纱线体外释药研究

3.3.2 PLGA/COL载药纳米纱线抗菌效果的研究

3.3.4 PLGA/COL纳米纱线及载药纳米纱线的生物相容性及细胞粘附性能

3.4 实验结果与讨论

3.4.1 预实验结果分析

3.4.2 PLGA/COL纳米纱线及载药纳米纱线的表面纤维形貌

3.4.3 PLGA/COL纳米纱线及载药纳米纱线的力学性能

3.4.4 PLGA/COL纳米纱线及载药纳米纱线的成分分析

3.4.5 PLGA/COL载药纳米纱线的药物缓释

3.4.6 PLGA/COL载药纳米纱线的抗菌能力

3.4.7 PLGA/COL纳米纱线及载药纳米纱线的生物相容性及细胞粘附性能

3.5 本章小结

第四章 载生长因子纳米纱线和载药纳米纱线对比

4.1 表面纤维形貌及力学性能对比

4.2 药物缓释能力对比

4.3 生物相容性对比

第五章 结论与展望

5.1 实验结论

5.2 存在问题

5.3 应用展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间科研及发表论文情况

致谢