PLGA/壳聚糖电纺复合膜用于人工皮肤的研究

摘要

利用静电纺丝技术可以制备直径为5-nm-1μm的超细纤维，由超细纤维膜所构成的支架材料具有很高的孔隙率和比表面积，用作人工皮肤时不仅能为伤口提供保护，而且其结构与天然细胞外基质(ECMs)相似，可以模拟ECMs为细胞提供环境信号，并促进细胞的粘附和增殖，从而促进伤口的愈合。 通过静电纺丝制备了壳聚糖(CS)和聚丙交酯-co-乙交酯(PLGA)的超细纤维膜，并通过共电纺和同轴电纺技术分别制备了PLGA/CS复合超细纤维膜(H-PLGA/CS)和芯/壳结构的PLGA/CS超细纤维膜(C-PLGA/CS)。利用扫描电镜(SEM)观察了电纺膜的微观形貌，透射电镜(TEM)结果表明同轴电纺所得到的超细纤维部分是芯/壳结构。通过X-光电子能谱分析或溶解其中一个组分后称重的方法，证明H-PLGA/CS和C-PLGA/CS电纺膜中PLGA组分的含量分别约为40％和10％。电纺膜的吸水率测定结果表明CS组分的加入提高了电纺膜的亲水性，得到的H-PLGA/CS和C-PLGA/CS电纺膜的吸水率高达356.8％％和454.8％。拉伸试验表明PLGA组分的引入提高了电纺膜的力学性能，各电纺膜的力学性能在湿态下较干态下都有不同程度地下降。 用乳液电纺、共静电纺丝和同轴静电纺丝的方法，分别制备了含有牛血清蛋白(BSA)的超细纤维膜，即PLGA(BSA)、H-PLGA(BSA)/CS和C-PLGA(BSA)/CS电纺膜，SEM和TEM观察发现纤维形态与电纺方法有关，其中PLGA(BSA)纤维呈网状分布，H-PLGA(BSA)/CS为超细纤维和微球的复合结构，而C-PLGA(BSA)/CS则为均匀的超细纤维膜。PLGA(BSA)电纺膜中BSA的负载率较低，为1.56％；共电纺和同轴电纺可以提高BSA的负载率，分别为5.98％和4.80％。各电纺膜中的BSA在释放过程中的突释现象都比较明显，7d后为零级释放，持续释放28d后三种电纺膜的释放率分别为63％，88％和94％。各电纺膜在释放BSA的过程中都能保持一定的纤维形貌。 通过考察人胎儿皮肤成纤维细胞在CS、PLGA、H-PLGA/CS和C-PLGA/CS电纺膜上的活性、粘附性及细胞的形貌评价各电纺膜的细胞相容性，结果表明，由于CS组分的引入，H-PLGA/CS电纺膜调整了电纺膜的亲/疏水平衡和电荷，有利于细胞的粘附和增殖。C-PLGA/CS电纺膜上细胞的行为与壳聚糖电纺膜相似。大鼠背部创伤修复模型试验结果表明CS、PLGA和H—PLGA/CS电纺膜作为敷料都能对伤口提供保护作用，含有CS组分的电纺膜可以促进伤口的愈合。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2伤口敷料与人工皮肤

1.2.1皮肤的结构与功能

1.2.2伤口修复的基本病理生理过程

1.2.3创伤敷料的作用

1.2.4创伤敷料的类型

1.2.5组织工程化人工皮肤

1.2.6创伤敷料及人工皮肤常用材料

1.3生长因子的控制释放

1.3.1.可促进伤口愈合的生长因子

1.3.2生长因子的控制释放体系

1.4静电纺丝

1.4.1静电纺丝原理

1.4.2多组分静电纺丝

1.4.3同轴静电纺丝

1.4.4静电纺丝在创伤敷料及人工皮肤方面的应用

1.4.5静电纺丝在生长因子控释领域的应用

1.5课题的提出

第二章PLGA／CS超细纤维膜的制备及性能研究

2.1实验部分

2.1.1实验原料

2.1.2实验仪器

2.1.3静电纺丝

2.1.4电纺膜组分含量的测定

2.1.5电纺膜中CS组分的交联

2.1.6电纺膜的表征

2.1.7电纺膜的吸水性

2.1.8电纺膜的力学性能

2.2结果与讨论

2.2.1 PLGA的静电纺丝

2.2.2CS的静电纺丝

2.2.3 H-PLGA／CS的共静电纺丝法

2.2.4 C-PLGA／CS的同轴静电纺丝

2.2.5电纺膜的组分含量分析

2.2.6电纺膜的XPS分析

2.2.7 CS超细纤维膜的交联

2.2.8电纺膜的吸水性

2.2.9电纺膜的力学性能

2.3本章小结

第三章PLGA(BSA)／CS超细纤维控释BSA的研究

3.1实验部分

3.1.1实验原料

3.1.2实验仪器

3.1.3静电纺丝

3.1.4电纺膜中CS组分的交联

3.1.5电纺膜的表征

3.1.6 BSA的体外释放

3.2结果与讨论

3.2.1 PLGA(BSA)的静电纺丝

3.2.2 H-PLGA(BSA)／CS的共静电纺丝

3.2.3 C-PLGA(BSA)／CS的同轴静电纺丝

3.2.4 BSA的体外释放

3.3本章小结

第四章PLGA／CS超细纤维膜的生物相容性

4.1实验部分

4.1.1实验原料

4.1.2实验仪器

4.1.3静电纺丝

4.1.4电纺膜中CS组分的交联

4.1.5电纺膜的体外细胞相容性的评价

4.1.6电纺膜的体外创伤修复模型

4.1.7统计学处理

4.2结果与讨论

4.2.1电纺膜的体外细胞相容性

4.2.2电纺膜的大鼠伤口修复模型

4.3本章小结

第五章全文主要结论

参考文献

发表论文和科研情况说明

附录

致谢