聚乳酸電紡絲納米纖維

1、聚乳酸靜電紡絲納米纖維及其藥物緩釋體系1聚乳酸( PLA) 是一種新型的人工合成醫(yī)用高分子，其良好的生物相容性和生物降解性使得聚乳酸在臨床醫(yī)學上獲得廣泛的應用。靜電紡絲作為一種制備聚合物納米纖維的技術(shù)，越來越受到人們的關(guān)注，它是利用電場力對聚合物溶液或熔體進行紡絲的過程，一般所得的納米纖維直徑在 2 nm 到幾微米之間。2采用靜電紡絲法制備的聚乳酸納米纖維的優(yōu)點1 孔隙率高2 比表面積大在組織工程支架、生物醫(yī)藥制藥、生物技術(shù)等領(lǐng)域有廣泛的應用3 根據(jù)靜電紡絲時紡絲液是溶液狀態(tài)還是熔體狀態(tài)，靜電紡絲可分為溶液靜電紡絲( S-ESP) 和熔體靜電紡絲( M-ESP) 明膠水溶液靜電紡絲4（1）溶液

2、靜電紡絲，即對高分子溶液進行靜電紡絲，通過改變?nèi)軇┑倪x擇和溶液的濃度來控制纖維的形貌和結(jié)構(gòu)，制造裝置簡單，應用廣泛。例如，Pitarresi 等人通過，-聚( 氮-2-羥基) -DL-天冬氨酸接枝聚乳酸( PHEA-g-PLA ) ，以 N，N-二 甲 基 甲 酰 胺 ( DMF ) 和 丙 酮( 80 20) 為溶劑，在常溫下對其進行了溶液靜電紡絲，得到了直徑約為 1 m 的纖維; Chioua 等人以 1，1，1，3，3，3-全氟丁二烯-2-丙醇( HFIP) 為溶劑，采用溶液靜電紡絲制備了鱈魚明膠/聚乳酸復合納米纖維。5（2）熔體靜電紡絲是對聚合物加熱熔融進行紡絲的過程，與溶液靜電紡絲相

3、比，熔體靜電紡絲可制得直徑超細小的纖維，且紡絲時不需要有機溶劑，從而避免了毒副作用的發(fā)生，這在組織工程支架上有很大的優(yōu)勢例如，Tian 等人采用四段組合式加熱裝置，熔體靜電紡絲聚乙烯-聚乙烯醇( EVOH) 共聚物包裹的聚乳酸，制備了直徑大約在 1 m 3 m的納米纖維; Liu 等用獨特的傘形噴絲頭裝置，在200 250 對 PLA 進行了熔體靜電紡絲，并研究了溫度對聚乳酸納米纖維形貌和相對分子質(zhì)量的影響，實驗發(fā)現(xiàn)，聚乳酸納米纖維的降解速度隨溫度的升高而加快，245 時得到了聚乳酸納米短纖維; John等對聚乳酸和纖維素納米晶須( CNWs) 進行熔體靜電紡絲，得到了直徑在 90 m 95

4、m 的納米纖維。6聚乳酸靜電紡絲納米纖維的結(jié)構(gòu)形貌1無紡布形式2串珠結(jié)構(gòu)3多孔結(jié)構(gòu)4同軸結(jié)構(gòu)等形態(tài)7聚乳酸靜電紡絲納米纖維的影響因素1 溶劑參數(shù)主要是指溶劑的沸點、揮發(fā)性和偶極矩等;2 溶液參數(shù)主要指溶液的濃度、黏度、表面張力和導電性等3 過程控制參數(shù)是指電壓、流速、噴絲頭和極板之間的距離等4 環(huán)境參數(shù)包括溫度、濕度和環(huán)境氣氛81無紡布形式聚乳酸納米纖維 無紡布形式聚乳酸納米纖維的制備研究已很成熟，例如，ahman 等以 N，N-二甲基甲酰胺為溶劑制備了無紡布形式的聚乳酸納米纖維; Liu 等靜電紡絲聚乳酸/1，4-二氧六環(huán)/丙酮溶液得到了聚乳酸納米纖維; Agarwal 等將殼聚糖/聚乳酸(

5、 CP) 溶于共溶劑三氟乙酸( TFA) 中，對不同 CP 比的混合液進行靜電紡絲，制備了直徑在 94 nm 到 389 nm 的纖維，并發(fā)現(xiàn)纖維的直徑隨殼聚糖質(zhì)量比的增加而增大。唐勇紅等采用靜電紡絲方法制備了聚乳酸/聚己內(nèi)酯( PLLA/PCL) 復合納米支架，通過改變 PLLA/PCL 的比例，得到了不同尺寸的無紡布形式納米纖維9 2 串珠結(jié)構(gòu)聚乳酸納米纖維 紡絲過程中，噴射流或電壓不穩(wěn)定都會導致串珠結(jié)構(gòu)產(chǎn)生，串珠結(jié)構(gòu)由于尺寸較大，比表面積小，在紡絲過程中溶劑揮發(fā)速度低，因此串珠內(nèi)部通常帶有較多的溶劑。Li 等以氯仿/丙酮( 3 1) 為溶劑靜電紡絲聚乳酸，在聚乳酸質(zhì)量分數(shù)為 6% 時得到

6、了串珠結(jié)構(gòu)的納米纖維，當增大噴絲頭尺寸時，串珠結(jié)構(gòu)向紡錘形轉(zhuǎn)變，實驗中還發(fā)現(xiàn)，纖維直徑隨推擠速度的減小而下降，串珠結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的概率隨紡絲液中聚乳酸的濃度增大而降低。除了電壓、噴頭尺寸、流速和濃度外，溶劑的選擇也是影響串珠結(jié)構(gòu)的一個因素。10 3 多孔結(jié)構(gòu)聚乳酸納米纖維 與串珠結(jié)構(gòu)靜電紡絲納米纖維相反，多孔結(jié)構(gòu)靜電紡絲納米纖維有更大的比表面積，且孔道結(jié)構(gòu)有利于提高通量。所以當靜電紡絲纖維作為吸附材料或者載體時，大的比表面積意味著更高的吸附量或者負載量; 而作為細胞培養(yǎng)基質(zhì)時，孔道結(jié)構(gòu)的存在有利于營養(yǎng)物質(zhì)在纖維內(nèi)部的傳遞。114 同軸結(jié)構(gòu)聚乳酸納米纖維 Loscertales 等人在 2002 年使

7、用同軸靜電噴霧裝置制備了直徑在 0. 15 m 10 m 的單分散膠囊。隨后 Sun 等在 2003 年首次提出同軸靜電紡絲的概念，人們從此對同軸靜電紡絲的研究越來越多。同軸靜電紡絲與傳統(tǒng)的單軸靜電紡絲原理相同，都是在強電場力作用下使聚合物溶液形成噴射流然后進行紡絲加工。其獨特之處在于它是將 1 根較細的毛細管插入較粗的毛細管中，并保持兩管同心，根據(jù)需要向內(nèi)外管內(nèi)注入 2 種不同的溶液，通過調(diào)整工藝可以獲得具有特殊核-殼結(jié)構(gòu)的納米纖維。12聚乳酸納米纖維藥物緩釋體系聚合物納米纖維作為藥物傳遞和控釋的載體，具有如下優(yōu)點: 1體積微小，能穿過組織間隙; 2 藥物的穩(wěn)定性相對提高; 3可控釋藥物，延長生物半衰期; 4易實現(xiàn)靶向和定位給藥，從而在很大程度上提高了藥物的利用率; 5有效地減少給藥次數(shù)，減輕或避免了毒副作用。13 聚乳酸作為一種具有良好的生物相容性，生物降解性的高分子材料，將其作為藥物緩釋體系的載體材料，通過靜電紡絲方法制備的聚乳酸載藥納米纖維，可用于毒副作用大、生物半衰期短、易被生