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皮肤是保护人体不受疾病和物理损伤的屏障,是人体最大的器官,起着调节人体体温和保护人体器官的重要功效等。由于疾病或者烧伤等导致严重的皮肤缺损,机体不能很快自我修复。大量烧伤患者往往死于感染和体液流失,因此用合适的伤口敷料替代受损的皮肤非常必要。本文模仿人体皮肤的结构与功能,设计和制备了一种具有双层结构的伤口敷料。该敷料的上层由壳聚糖/聚乙烯醇/微纤化纤维素(CS/PVA/MFC)复合膜构成,能有效阻挡外界细菌的入侵和保持伤口适宜的温度和湿度;下层的胶原/壳聚糖/纳米TiO2多孔支架能给细胞的生长和迁移提供营养和空间,吸收伤口表面多余的渗出液,避免和减少伤口炎症反应和细菌感染,给伤口愈合提供一个清洁无菌的环境。 本文首先利用碱处理微晶纤维素(MCC),经高压均质制备微纤化纤维素(MFC),然后与壳聚糖(CS)、聚乙烯醇(PVA)共混制备CS/PVA/MFC复合膜。由MFC的扫描电镜(SEM)可以看出,所制备的MFC成类似蜘蛛网状的三维网状结构,纤维直径约100nm。随着MFC百分比含量的提高,CS/PVA/MFC复合膜逐渐呈现出纤维状结构,红外光谱(FTIR)结果表明 MFC与 CS、PVA分子之间形成了强烈的氢键结构。同时,MFC的加入有助于提高复合膜的拉伸强度、溶胀性能和透气性能。复合膜对大肠杆菌的阻菌性能实验证明,复合膜具有优异的阻菌性能,能够有效阻挡外界细菌的入侵,且MFC的量对复合膜的阻菌性能影响不大。 本文还通过冷冻干燥法制备了胶原/壳聚糖/纳米TiO2多孔支架。首先利用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2,该纳米TiO2粒径分布均一,为20~30nm,晶型为锐钛矿型,且对大肠杆菌有明显的抑制作用。同时,液态的纳米 TiO2水溶胶有助于其在机体中的均匀分散。由SEM可以看出,多孔支架呈现片层多孔的花朵状结构,孔径之间由片层紧密连接。红外光谱图(FTIR)表明,纳米 TiO2与胶原(COL)、壳聚糖(CS)间形成了强烈的氢键结构。力学性能、溶胀性能和降解性能试验表明纳米 TiO2有助于提高多孔支架的拉伸强度、溶胀性能和稳定性。多孔支架具有较高的孔隙率,能给细胞生长和迁移提供适宜的空间结构。多孔支架对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有明显的抑制作用,且随着纳米 TiO2含量的增加,这种抑制作用更为明显。多孔支架能够促进红细胞聚集形成聚集体,堵住血管破损处而达到止血的目的。成纤维细胞(Fbs)的毒性试验表明,多孔支架具有良好的细胞相容性。 本文还利用生物相容性良好的丙烯酸类或明胶类胶粘剂,将复合膜与多孔支架粘合在一起,制备了胶原/壳聚糖基双层伤口敷料。力学性能和透气性能表明,丙烯酸类或明胶类胶粘剂对敷料整体的力学性能和透气性能影响较小。胶原/壳聚糖基双层伤口敷料在伤口治疗方面具有广阔的应用前景。