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鱼皮明胶纳米纤维膜的研究

作　者: 安可婧
导　师: 过世东
学　校: 江南大学
专　业: 动物营养与饲料科学
关键词: 静电纺丝鱼皮明胶组织工程支架左旋聚乳酸(PLLA)
分类号: R318.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本课题从斑点叉尾鮰鱼皮中提取出天然明胶通过静电纺丝技术制得鱼皮明胶纳米纤维,并将鱼皮明胶与左旋聚乳酸(PLLA)混合制备出鱼皮明胶/PLLA复合纳米纤维膜,经过结构以及生物性能的测试分析,认为此复合纳米纤维膜有助于细胞的粘附生长、增殖,有望成为理想的引导组织再生的组织工程支架。首先,本课题通过对鱼皮明胶电纺液中溶剂质量分数、溶液质量分数以及电压、极距等静电纺丝工艺参数的研究,系统地探讨了静电纺丝技术应用于组织工程支架制备的工艺优化原理。用扫描电镜(SEM)观察纳米纤维的形貌,计算纤维直径并分析纤维直径分布情况,探讨工艺参数对纤维形貌和直径影响的规律和原因,确定较优的鱼皮明胶静电纺丝工艺参数。结果显示,甲酸浓度在70%-85%,鱼皮明胶浓度在12%-23%,电压在13-24kV,极距在8-16cm范围内均能得到纤维形貌良好,直径分布均匀的鱼皮明胶纳米纤维。其次,制备以1:1、1:3、3:1(v/v)不同比例复合的鱼皮明胶/L-聚乳酸(PLLA)复合纳米纤维膜,SEM观察不同比例条件下的复合纳米纤维的形貌,并通过红外光谱(IR)分析复合纳米纤维中鱼皮明胶和PLLA间的相互作用。结果表明,鱼皮明胶和PLLA间有微弱氢键形成,有助于提高复合纤维膜的稳定性,同时节省了明胶中细胞可识别的信号因子。再次,对鱼皮明胶纳米纤维交联膜、鱼皮明胶/PLLA复合纳米纤维膜进行力学性能、降解性能、孔径大小和孔隙率的分析,为细胞实验奠定基础。结果显示,鱼皮明胶/PLLA复合纳米纤维膜具有良好的力学性能、降解性能和适宜的孔隙率和孔径大小,能够满足组织工程支架的结构要求。最后,对鱼皮明胶纳米纤维交联膜、鱼皮明胶/PLLA复合纳米纤维膜以及普通膜进行生物性能的比较。在不同材料上种植小鼠成纤维细胞L929,通过四唑盐(MTT)比色法细胞实验测定细胞在不同材料上的粘附、生长、增殖情况;通过SEM观察细胞的生长、分化形态,为复合纳米纤维膜可作为医用材料奠定基础。结果显示成纤维细胞培养实验表明鱼皮明胶/PLLA复合纳米纤维膜比鱼皮明胶纳米纤维交联膜、普通膜具有更好地支持细胞生长的能力,细胞可进入纤维堆积松散的孔隙中生长,并沿着纤维的方向伸长、增殖。本研究首次制备出鱼皮明胶/PLLA复合纳米纤维膜,并证明其具有极好地作为引导组织再生的细胞支架的应用前景,为医学领域发明出一种新的医用材料。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-16
  1.1 静电纺丝技术  8-10
    1.1.1 原理  8
    1.1.2 装置及工艺参数  8-9
    1.1.3 发展历程及研究现状  9-10
  1.2 鱼皮明胶  10-11
    1.2.1 明胶及明胶资源的开发  10-11
    1.2.2 鱼明胶的特性及应用  11
  1.3 明胶静电纺丝的研究  11-13
    1.3.1 纯明胶静电纺丝的研究  11-12
    1.3.2 明胶静电纺丝的局限性  12
    1.3.3 复合明胶纤维静电纺丝的研究  12
    1.3.4 明胶/聚乳酸复合纳米纤维膜的研究  12-13
  1.4 纳米纤维在组织工程领域的应用  13-14
  1.5 本课题的研究目的、内容及创新点  14-16
    1.5.1 研究目的  14
    1.5.2 研究内容  14-15
    1.5.3 创新点  15-16
第二章材料与方法  16-21
  2.1 实验材料和仪器  16-17
    2.1.1 实验材料  16
    2.1.2 实验仪器  16-17
  2.2 实验方法  17-18
    2.2.1 鮰鱼皮明胶的提取  17
    2.2.2 鱼皮明胶静电纺丝工艺的优化及其纳米纤维膜的制备  17
    2.2.3 鱼皮明胶/PLLA 复合溶液的配制及其纳米纤维膜的制备  17
    2.2.4 鱼皮明胶纳米纤维膜的交联  17-18
    2.2.5 细胞培养  18
  2.3 分析及检测方法  18-21
    2.3.1 扫描电镜（SEM）成像与分析  18
    2.3.2 红外光谱（FT-IR）测试  18
    2.3.3 膜的孔径和孔隙率  18
    2.3.4 力学性能测试  18-19
    2.3.5 体外降解测试  19
    2.3.6 细胞增殖实验——四唑盐（MTT）比色法  19
    2.3.7 扫描电镜的观察细胞增殖  19-21
第三章结果与讨论  21-34
  3.1 所提鱼皮明胶的得率及组成  21
  3.2 鱼皮明胶纳米纤维膜的制备  21-27
    3.2.1 溶剂浓度对鱼皮明胶纳米纤维形貌及直径分布的影响  21-23
    3.2.2 纺丝液浓度对鱼皮明胶纳米纤维形貌及直径分布的影响  23-24
    3.2.3 电压对鱼皮明胶纳米纤维形貌及直径分布的影响  24-25
    3.2.4 不同极距对鱼皮明胶纳米纤维形貌及直径分布的影响  25-26
    3.2.5 鱼皮明胶纳米纤维膜的交联  26-27
  3.3 鱼皮明胶/PLLA 复合纳米纤维膜的制备  27-28
  3.4 鱼皮明胶与PLLA 间的相互作用  28-29
  3.5 鱼皮明胶和鱼皮明胶/PLLA 共混纳米纤维膜的力学性能比较  29
  3.6 鱼皮明胶和鱼皮明胶/PLA 共混纳米纤维膜的吸水性和水稳定性  29-30
  3.7 鱼皮明胶和鱼皮明胶/PLA 共混纳米纤维膜的孔隙结构  30-31
  3.8 成纤维细胞 L929 在纳米纤维膜上的增殖测试  31-32
  3.9 L929 在纳米纤维膜上增殖的电镜观察  32-34
主要结论和展望  34-35
致谢  35-36
参考文献  36-38
附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文  38

鱼皮明胶纳米纤维膜的研究

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