張偉杰* 孫 萌 閆金鑫
(蘭州理工大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院)
PLA/黃芪多糖同軸電紡支架的制備及性能研究
張偉杰* 孫 萌 閆金鑫
(蘭州理工大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院)
利用同軸靜電紡絲技術(shù)制備聚乳酸/黃芪多糖復(fù)合纖維支架,測(cè)定其生物學(xué)性能。通過同軸靜電紡絲法成功制備了PLA/黃芪多糖復(fù)合電紡管狀支架,支架材料力學(xué)性質(zhì)良好,對(duì)血小板有一定的抗凝作用。
聚乳酸;黃芪多糖;同軸靜電紡絲技術(shù);力學(xué)性質(zhì);血小板黏附率
在傳統(tǒng)的復(fù)合纖維中,多種材料很難同時(shí)溶解于同一溶劑,而同軸電紡技術(shù)則解決了這一問題[1]。同軸靜電紡絲技術(shù)不僅可以滿足不同材料的混紡,同時(shí)其獨(dú)特的芯-殼結(jié)構(gòu)為支架提供了良好的機(jī)械性能和外環(huán)境。其芯材隨著殼材的降解而逐漸釋放,可用于藥物緩控釋方面[2]。本實(shí)驗(yàn)以聚乳酸(PLA)、黃芪多糖為原料采用同軸靜電紡絲技術(shù)制備聚乳酸/黃芪多糖的復(fù)合支架,并對(duì)支架的力學(xué)性質(zhì)及生物相容性進(jìn)行表征,為其作為生長(zhǎng)支持物和組織工程支架材料研究提供依據(jù)。
1.1 實(shí)驗(yàn)材料:聚乳酸,黃芪多糖
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1 復(fù)合電紡支架的構(gòu)建 本次試驗(yàn)以聚乳酸氯仿溶液為外壁溶液,黃芪多糖溶液為內(nèi)芯溶液。紡絲液流速:外壁溶液2~4mL/h,內(nèi)芯溶液0.5~1.5mL/h。聚乳酸濃度為4%~8%(w/ v),多糖濃度為2%~10%(w/v)。接收距設(shè)置為10-20cm,電壓為10~14kv。
1.2.2 力學(xué)性質(zhì)測(cè)定[6](1)抗拉強(qiáng)度=最大荷重/橫截面積。(2)斷裂伸長(zhǎng)率=(拉伸后長(zhǎng)度-拉伸前長(zhǎng)度)/拉伸前長(zhǎng)度× 100%
1.2.3 抗血小板黏附實(shí)驗(yàn) 取一定長(zhǎng)度復(fù)合支架將其剪開展平,先用草酸銨溶液于38℃水浴浸潤(rùn)20min,再加血液38℃保溫40min,最后用草酸銨溶液沖洗,顯微鏡觀察血小板數(shù)目并記錄。
2.1 PLA和多糖濃度對(duì)支架的影響
PLA濃度為6%, 電壓12kv,紡絲液流速為外壁4mL/h,內(nèi)芯流速1ml/h,接收距15-16cm時(shí),溶液流速穩(wěn)定,均勻出絲,形成的紡絲支架呈乳白色,表面光滑,纏繞緊密,質(zhì)地均勻,韌性強(qiáng)(如圖1)。
2.2 力學(xué)性能評(píng)價(jià)
當(dāng)厚度一定,即橫截面積不變時(shí),隨著多糖濃度的增加,電紡支架的韌性加強(qiáng),故抗拉強(qiáng)度增大。
當(dāng)厚度一定,即橫截面積不變時(shí),隨著多糖濃度的增加,纖維直徑增大,排列緊密,韌性增大,從而導(dǎo)致電紡管狀支架的斷裂伸長(zhǎng)率逐漸增加。
2.3 血小板黏附性
由圖2預(yù)實(shí)驗(yàn)黏附率可知,PLA/多糖復(fù)合電紡支架在其他條件相同的情況下,60min時(shí)黏附率較最高。從圖3看出,隨多糖濃度的增加電紡支架的黏附率逐漸降低,不含多糖的電紡支架的血小板黏附率則遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于含多糖支架。表明該濃度下的多糖對(duì)血小板有一定的抗凝性。
通過同軸靜電紡絲技術(shù),成功制備了PLA/黃芪多糖復(fù)合電紡管狀支架,其外觀呈乳白色,質(zhì)地均勻,韌性強(qiáng),為繩索狀。隨著多糖濃度的增加,纖維直徑增大,韌性增強(qiáng),支架的抗拉強(qiáng)度,斷裂伸長(zhǎng)率逐漸增加。此外含有黃芪多糖的PLA電紡支架有一定的抗凝性。
[1]Antoniya Toncheva, Mariya Spasova,Dilyana Paneva, Nevena Manolovaand Iliya Rashkov. Drug-loaded electrospun polylactide bundles[J].Journal of Bioactive and Compatible Polymers,2011,26:161-172
[2]Nguyen Thuy Ba Linh and Byong-Taek Lee.Electrospinning of polyvinyl alcohol/gelatin nanofiber composites and cross-linking for bone tissue engineering application[J].Journal of Biomaterials Applications,2011,0(0):1-12