丝素蛋白-壳聚糖/聚氧化乙烯双层纳米纤维膜调控及药物控释研究

来源 :浙江理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:XUE19880204
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骨组织工程用于修复外伤、骨肿瘤、感染等引起的骨缺损。理想的引导骨组织再生的膜材料不仅具有支撑作用,还应该具有成骨诱导性、低免疫原性以及一定的抑菌性能,以防止细菌感染。然而,目前仍缺乏同时具备多种功能的膜材料,导致骨组织工程与临床应用有一定距离。为此,本文构建了一种由壳聚糖/聚氧化乙烯层和丝素蛋白层构建的双层膜,能同时兼有一定机械强度、抗菌性能和生物活性。为研究该双层纳米纤维膜在临床上的潜在应用,采用不同实验技术表征双层纳米纤维膜的性能。具体研究内容如下:(1)壳聚糖/聚氧化乙烯纳米纤维膜制备及表征首先,通过静电纺丝法制备不同比例的壳聚糖/聚氧化乙烯纳米纤维膜。并对复合膜的FESEM、FTIR、孔隙率、溶胀率及水接触角进行表征分析。实验结果证明:当纺丝液浓度达到4%,共混比为7∶3时,纤维直径最均匀,形貌最优。所制备的纳米纤维膜孔隙率较高,在81.84%到93.24%之间,其中比例为7∶3的孔隙率最高。不同比例纳米纤维膜的溶胀率随着壳聚糖含量的增加而减少,水接触角随着壳聚糖含量的增加而增大。在壳聚糖中加入聚氧化乙烯对电纺膜的亲水性以及可纺性能有很大的提高。(2)丝素蛋白-壳聚糖/聚氧化乙烯双层复合膜体外生物活性及抗菌性能以丝素蛋白纳米纤维膜为基底层,构建壳聚糖/聚氧化乙烯纳米纤维层,并采用1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐(EDC)和N-羟基丁二酰亚胺(NHS)对双层膜进行交联改性,成功制备丝素蛋白-壳聚糖/聚氧化乙烯双层膜。对双层纳米纤维膜的物化性能进行了表征分析,并对其体外生物活性和抗菌性能进行了研究,实验结果表明:交联后的双层结构稳定性更高,双层纳米纤维膜溶胀率为556%,其接触角为47.45°,双层纳米纤维膜具有较好的强力,具有诱导羟基磷灰石沉积的能力,表明其体外生物活性良好,且对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有优异的抗菌效果。(3)丝素蛋白-壳聚糖/聚氧化乙烯双层纳米纤维膜药物控释研究以上述纳米纤维膜为药物载体,以盐酸万古霉素为药物模型,比较不同载药量的壳聚糖/聚氧化乙烯纳米纤维单层膜、不同双层纳米纤维膜的缓释性能。并对负载盐酸万古霉素的双层纳米纤维膜的体外生物活性进行研究,实验结果表明:不同载药量的壳聚糖/聚氧化乙烯纳米纤维膜随着盐酸万古霉素含量的增加,直径减小,溶胀率增加,水接触角减小。在p H值相同的释放介质中,载药壳聚糖/聚氧化乙烯层药物含量越高,药物的累积释放率越大。在p H值不同的释放介质中,不同载药量的壳聚糖/聚氧化乙烯纳米纤维膜均表现出初始突释,然后逐渐缓慢释放的特性,且累积释放率在较低p H值的介质中大于较高p H值。双层结构的载药纳米纤维膜药物扩散途径较长,药物向外扩散的时间延长。通过FETEM、FTIR、EDS发现,构建的载药丝素蛋白-壳聚糖/聚氧化乙烯双层纳米纤维膜与未载药膜相比,羟基磷灰石生成能力更为突出。
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