靜電紡絲資料.doc

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1、1.靜電紡絲的定義靜電紡絲又稱“電紡”,是一種使帶電荷的聚合物溶液或熔體在靜電場中射流來制備聚合物超細(xì)纖維的加工方法。在電紡絲過程中,噴射裝置中裝滿了充電的聚合物溶液或熔融液。在外加電場作用下,受表面張力作用而保持在噴嘴處的高分子液滴,在電場誘導(dǎo)下表面聚集電荷,受到一個與表面張力方向相反的電場力。當(dāng)電場逐漸增強(qiáng)時,噴嘴處的液滴由球狀被拉長為錐狀,形成所謂的“泰勒錐”，而當(dāng)電場強(qiáng)度增加至一個臨界值時,電場力就會克服液體的表面張力,從“泰勒錐”中噴出。在高速震蕩中,噴射流被迅速拉細(xì),溶劑也迅速揮發(fā),最終形成直徑在納米級的纖維,并以隨機(jī)的方式散落在收集裝置上,形

2、成無紡布。2.靜電紡絲的生物材料領(lǐng)域應(yīng)用可行性由電紡絲纖維制得的無紡布具有孔隙率高、比表面積大、纖維精細(xì)程度與均一性高、長徑比大等優(yōu)點(diǎn),這些優(yōu)點(diǎn)使其具備了現(xiàn)實(shí)的和潛在的眾多應(yīng)用價值。由電紡法制備出的無紡布具有良好的生物相容性和結(jié)構(gòu)相容性,可以在生物醫(yī)學(xué)材料中廣泛應(yīng)用。通過對材料加工過程的調(diào)控,可以實(shí)現(xiàn)電紡絲材料在結(jié)構(gòu)、形貌、組分和功能上滿足生物醫(yī)用材料的要求。3.用于組織工程支架制備的紡絲工藝①溶液澆鑄成孔劑濾出法。該法所用的成孔劑含量低,由于采用溶液澆鑄于器皿中,從而導(dǎo)致成孔劑下沉,孔隙分布不均勻以及上下表面形態(tài)出現(xiàn)詫異。②三維層化法。通過制備多孔膜,然

3、后再通過溶劑把各層粘接起來,從而形成三維的支架。該法工藝復(fù)雜,而且在粘接過程中,粘接部分孔被封閉,從而形成界面,使材料內(nèi)部形態(tài)不均勻。③熔融加工法。該法在聚合物的熔點(diǎn)以上,把成孔劑與聚合物共混擠人模具。冷卻得到預(yù)定形狀的多孔支架。該法的缺點(diǎn)是在擠出機(jī)里,由于熔體與成孔劑的密度相差較大,因而混合難以均勻。而且部分聚合物,尤其是生物可降解的聚合物在熔融加工時,容易熱降解。④相分離法。該法采用溶液混合物冷卻到溶劑的熔點(diǎn)以下,從而產(chǎn)生相分離。再通過真空干燥,從而得到多孔支架。該法的缺點(diǎn)是所得的孔徑一般在10μm以下,而且控制較為困難。⑤高壓二氧化碳法。該法采用把已

4、成型的聚合物暴露于高壓二氧化碳。再通過減壓把溶于聚合物中的二氧化碳釋放出來,從而形成多孔支架。該法的缺點(diǎn)是所形成的孔是封閉的。4.用于制備用作血管移植物的聚合物纖維殼材料血管移植物典型的具有微孔結(jié)構(gòu),它們通常容許組織生長和細(xì)胞內(nèi)皮化,從而對移植物的長期植入和開放做出貢獻(xiàn)。組織的向內(nèi)生長和細(xì)胞的內(nèi)皮化通常隨著移植物孔隙率的增加而提高,然而,血管移植物孔隙率的增加將導(dǎo)致移植物機(jī)械和抗張強(qiáng)度的大大降低,結(jié)果導(dǎo)致其功能下降。（必要性）A·杜布森和E·巴爾發(fā)明了一種由液化聚合物纖維殼的方法和設(shè)備,該設(shè)備包括(a)用于在其上面產(chǎn)生聚合物纖維殼的沉積電極；(b)給料器處

5、于相對于該沉積電極的第一電位,以便產(chǎn)生在該沉積電極與該給料器之間產(chǎn)生一個電場,其中該給料器用于給液化聚合物充電從而提供一種帶電液化聚合物以及沿著該沉積電極的方向供應(yīng)帶電液化聚合物；(c)輔助電極,用于改變沉積電極與該給料器之間的電場。5.用于制備醫(yī)用口罩等具有過濾病毒防護(hù)效果的過濾材料目前,采用常規(guī)熔噴工藝生產(chǎn)的纖維濾材,作為空氣濾材目前僅做到了較好的程度,但要做到對0.07um微小的病毒具有良好的過濾防護(hù)效果，現(xiàn)有采用常規(guī)熔噴工藝生產(chǎn)的纖維濾材還無法達(dá)到。由于電紡絲法制得的纖維材料通常具有納米尺寸,具有較高的過濾效果和較低的空氣阻力,因此以該法制備具有過

6、濾病毒防護(hù)效果的纖維濾材應(yīng)具有廣闊的前景。6.用于制備藥物控釋材料藥物使用的局限性,不僅存在低限和使用范圍小方面,更多存在于無法克服的毒副作用方面。而控釋體系對減少藥物用量,控制藥物作用區(qū)域，提高藥物作用效率,降低毒副作用,無疑是一種非常好的手段,便于人們對藥物利用更加充分和必要。目前新形成的電紡絲技術(shù),依靠電場力的作用完成的,過程簡單,條件溫和,可以將很多常規(guī)藥物甚至蛋白質(zhì)分子加入到紡絲液中,在紡絲過程中使藥物均勻分散到聚合物纖維中,從而有效地避免了活性成分的變性失效。而且,通過改變制備條件影響材料的結(jié)構(gòu),達(dá)到控制藥物釋放量和速率的目的。在同一個紡絲過程

7、中不斷變化紡絲液的組成,易于實(shí)現(xiàn)多層梯度材料的制備,滿足對組織微觀結(jié)構(gòu)的仿生要求。7.用于制備天然繃帶材料該法將注射器暴露于極高的電荷中,抽吸進(jìn)含有纖維蛋白原的溶液,借助于電場在注射器射出纖維蛋白原時溶液蒸發(fā),拉出纖維蛋白原細(xì)絲。該法的關(guān)鍵是要制出有極大表面積的纖維席,這樣就可提供更多地方來讓血液反應(yīng)和凝血,纖維蛋白原增加了凝血細(xì)胞的粘性,使細(xì)胞增厚和促進(jìn)纖維蛋白生成。由于普通的紗布繃帶由棉類制成,只能象屏障一樣來止血,而纖維蛋白原繃帶可以增強(qiáng)機(jī)體形成天然血栓的能力,從而立即減少失血。另外,這種繃帶不必拆除,因?yàn)樗某煞菖c真的血凝塊一樣,機(jī)體在愈合過程中自

8、己可以逐步除解。因此隨著一次性醫(yī)用耗材領(lǐng)域的不斷開發(fā)與完善,像纖維