丝素基纳米纤维膜的可控制备及在皮肤烫伤修复中的应用

发布时间：2017-04-19 18:17

  本文关键词：丝素基纳米纤维膜的可控制备及在皮肤烫伤修复中的应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：静电纺丝是一种相对简单的可制备连续亚微米级至纳米级纤维的技术。静电纺纤维膜具有比表面积大和孔隙率高等优点，且膜结构与天然细胞外基质类似，因此广泛应用在组织工程支架领域。鉴于组织工程对支架材料的要求，需要选择生物相容性好、力学强度高和可生物降解的材料。 本文将再生丝素蛋白(SF)和明胶(GE)按不同质量比溶于六氟异丙醇(HFIP)中，，然后采用静电纺丝方法制备SF/GE共混纳米纤维膜。并用扫描电子显微镜(SEM)、孔径分析仪(PSDA)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和力学性能测试等手段表征纤维膜的形貌、结构和力学性能。结果表明，随GE含量的增大，纤维的平均直径和孔径都增大。GE加入后有利于纤维膜韧性的提高，而断裂强度却降低。鉴于组织工程支架对材料力学性能的要求，选择SF/GE质量比为75/25的支架材料进行后处理研究。 为了提高静电纺丝支架的水稳定性，用戊二醛蒸汽对材料进行交联。通过对比交联后纤维膜的溶胀情况，选择合适的交联时间为48h。交联后支架的断裂强度提高，韧性下降。 为了一定程度上提高支架的力学性能，采用同轴静电纺丝方法制备以SF/GE共混物为皮层、聚己内酯为芯层的皮-芯结构纳米纤维支架。探讨了不同芯层浓度对支架的形貌、结构和力学性能的影响。结果表明，SF/GE-PCL复合纳米纤维表面光滑且有明显的皮-芯结构。随芯层浓度由4%提高到10%，复合纳米纤维的平均直径从256nm提高到941nm；纤维膜的平均孔径从0.576μm增大到1.018μm，纤维膜的断裂强度和断裂应变均增大。同时，XRD结果进一步表明芯层浓度和同轴静电纺丝过程对纳米纤维膜的结晶结构具有明显的影响。 MTT法是一种常用的评价支架细胞毒性的方法。本文最后通过该方法对支架进行细胞毒性评价。结果表明，人皮肤成纤维细胞(HSF)可以很好地在SF/GE共混支架及SF/GE-PCL皮-芯结构支架上黏附、生长和增殖，且该支架具有良好的生物相容性。通过体内实验表明，SF/GE支架对烫伤具有较好的修复效果，能促进血管的形成，并减少疤痕的形成。
【关键词】：丝素蛋白 明胶 聚己内酯 静电纺丝 同轴静电纺丝 皮-芯结构 组织工程
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TB383.2;R318.08
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 皮肤组织工程的研究进展10-12
• 1.1.1 组织工程概念、原理及方法10-11
• 1.1.2 皮肤的结构与组成11-12
• 1.1.3 皮肤组织工程研究现状12
• 1.2 静电纺丝12-15
• 1.2.1 静电纺丝的发展12-13
• 1.2.2 静电纺丝的原理13-14
• 1.2.3 静电纺丝的影响因素14-15
• 1.2.4 静电纺丝的应用15
• 1.3 皮肤组织工程支架用材料的研究进展15-20
• 1.3.1 静电纺丝素在组织工程支架中的研究现状16-18
• 1.3.2 静电纺明胶在组织工程支架中的研究现状18-19
• 1.3.3 静电纺聚己内酯在组织工程支架中的研究现状19-20
• 1.4 论文研究目的、意义和内容20-22
• 1.4.1 本文研究目的及意义20-21
• 1.4.2 本文的研究内容21-22
• 第二章 丝素/明胶共混复合纳米纤维膜的制备及性能研究22-33
• 2.1 引言22
• 2.2 实验部分22-25
• 2.2.1 实验材料及试剂22
• 2.2.2 实验仪器22-23
• 2.2.3 材料制备23-24
• 2.2.4 材料的结构及性能表征24-25
• 2.3 结果与讨论25-32
• 2.3.1 静电纺丝工艺参数的确定25-26
• 2.3.2 静电纺 SF/GE 共混纳米纤维膜的表面形貌分析26-27
• 2.3.3 交联后 SF/GE 水稳定性的测试27-28
• 2.3.4 静电纺 SF/GE 共混纳米纤维膜的孔径分析28-29
• 2.3.5 静电纺 SF/GE 共混纳米纤维膜分子结构分析29-30
• 2.3.6 静电纺 SF/GE 共混纳米纤维膜的力学性能30-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第三章 丝素/明胶-聚己内酯皮-芯结构复合纳米纤维膜的制备及性能研究33-42
• 3.1 引言33
• 3.2 实验部分33-36
• 3.2.1 实验材料33-34
• 3.2.2 实验仪器34
• 3.2.3 不同芯层浓度的丝素/明胶-聚己内酯皮-芯结构复合纳米纤维膜的制备34-35
• 3.2.4 材料的结构及性能测试35-36
• 3.3 结果分析36-41
• 3.3.1 不同芯层浓度对 SF/GE-PCL 皮-芯结构复合纳米纤维形貌和直径的影响36-37
• 3.3.2 不同芯层浓度的 SF/GE-PCL 皮-芯结构复合纳米纤维的透射电镜表征37
• 3.3.3 不同芯层浓度的 SF/GE-PCL 皮-芯结构复合纳米纤维膜的孔径分析37-38
• 3.3.4 同轴静电纺 SF/GE-PCL 皮-芯结构复合纳米纤维膜的红外光谱分析38-39
• 3.3.5 同轴静电纺 SF/GE-PCL 皮-芯结构复合纳米纤维膜的 X-射线衍射分析39-40
• 3.3.6 同轴静电纺 SF/GE-PCL 皮-芯结构复合纳米纤维膜的力学性能分析40-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第四章 丝素基复合纳米纤维膜在皮肤烫伤修复中的应用42-54
• 4.1 引言42
• 4.2 实验主要仪器与试剂42-43
• 4.2.1 实验主要试剂42-43
• 4.2.2 实验主要仪器43
• 4.2.3 实验动物43
• 4.3 实验方法43-46
• 4.3.1 支架的制备及灭菌43
• 4.3.2 人皮肤成纤维细胞的培养43-44
• 4.3.3 人皮肤成纤维细胞在支架材料上的接种44
• 4.3.4 MTT 法检测细胞毒性44
• 4.3.5 细胞在支架上的形态学观察44-45
• 4.3.6 烫伤模型的制备45
• 4.3.7 动物实验操作45
• 4.3.8 烫伤模型的创面观察及病理组织学检测45-46
• 4.3.9 创面皮肤内层扫描电镜观察46
• 4.4 结果讨论46-53
• 4.4.1 HSF 在静电纺 SF/GE 共混纳米纤维支架上的黏附和增殖情况分析46-47
• 4.4.2 HSF 在同轴静电纺 SF/GE-PCL 皮-芯结构支架上的黏附和增殖情况分析47-48
• 4.4.3 HSF 在 SF/GE 共混及 SF/GE-PCL 皮-芯支架上的黏附和增殖情况分析48-50
• 4.4.4 HSF 在支架上的形貌分析50-51
• 4.4.5 动物实验过程中小鼠的数码照片结果分析51
• 4.4.6 马森三色染色结果分析51-52
• 4.4.7 皮肤内层胶原纤维束排列情况分析52-53
• 4.5 本章小结53-54
• 第五章 总结及展望54-56
• 5.1 总结54-55
• 5.2 展望55-56
• 参考文献56-64
• 硕士期间发表的文章64-65
• 致谢65

【参考文献】

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本文编号：316858