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海藻酸鈉

海藻酸鈉是從海藻植物中提煉的多糖物質(zhì)。海藻酸纖維具有高吸濕成膠性、高透氧性、生物相容性、生物降解吸收性、高離子吸附性等優(yōu)異特性。當(dāng)海藻酸纖維作用于傷口接觸層時(shí)，它與傷口之間相互作用而產(chǎn)生海藻酸鈉、海藻酸鈣凝膠。這種凝膠是親水性的，并且可使氧氣通過而細(xì)菌不能通過。與傳統(tǒng)敷料相比，海藻酸敷料吸濕性高，止血性能好，生物相容性好，能促進(jìn)傷口愈合，傷口復(fù)愈后可無疼痛地揭除。由于海藻酸鈉納米纖維在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的潛在應(yīng)用價(jià)值，近幾年來引起人們的濃厚研究興趣[2]。Nie等[3]通過在海藻酸鈉水溶液中加入了共溶劑甘油來實(shí)現(xiàn)單組分海藻酸鈉溶液的靜電紡絲。研究發(fā)現(xiàn)：固定海藻酸鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%，當(dāng)甘油和水的體積比為2∶1時(shí)，靜電紡噴射流變得穩(wěn)定、連續(xù)，制備了平均直徑約為200nm的均勻光滑超細(xì)纖維。由于體系中甘油的高沸點(diǎn)及其與海藻酸鈉分子鏈之間強(qiáng)烈的氫鍵作用，使得射流在拉伸細(xì)化的過程中，溶劑難以揮發(fā)，纖維難以固化，因此研究者還采用了一種獨(dú)特的收集裝置，即將收集銅網(wǎng)完全浸泡在含CaCl2的乙醇/水凝固浴中，來達(dá)到萃取紡絲溶劑、固化交聯(lián)海藻酸鈉纖維的目的。謝紅等[4]以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的氯化鈣/無水乙醇溶液為交聯(lián)劑，分別制備了交聯(lián)時(shí)間為13h和20h的改性鹽酸莫西沙星/聚乙烯醇/海藻酸鈉靜電紡纖維，然后將載藥纖維于pH值為7．4的人工模擬體液中進(jìn)行藥物體外釋放研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：隨著交聯(lián)時(shí)間的增加，藥物釋放速度減慢，且采用氯化鈣/無水乙醇溶液為交聯(lián)劑改性的聚乙烯醇/海藻酸鈉靜電紡纖維的耐水和溶脹性能良好，將更適合于用作難愈合且有滲出液的傷口的敷料。

天然纖維素

Han等[5]利用纖維素纖維制備雙面仿細(xì)胞外壁支架，以膀胱矩陣為模型，醋酸纖維素為原料，通過靜電紡絲的方法成功地制備了三維多孔的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。中國(guó)科學(xué)院廣州化學(xué)所的黃勇等[6]制備了羥丙基甲基纖維素磷酸鹽（HPMCP）和紅霉素（erythromycin）的復(fù)合纖維，并且研究了紅霉素在人工胃液和人工腸液內(nèi)的釋放情況，發(fā)現(xiàn)紅霉素在人工腸液內(nèi)的釋放速率比在人工胃液內(nèi)的釋放速率高2.5倍左右。Xu等[7]認(rèn)為：纖維素溶液體系的高溶液黏度及高表面張力不利于纖維素紡絲過程的連續(xù)與穩(wěn)定，而以1-烯丙基-3-甲基氯咪唑鹽（AMIMC）l作為溶劑，通過加入共溶劑二甲基亞砜（DMSO），可以大大降低紡絲液的表面張力及黏度，從而使纖維素溶液的靜電紡絲噴射流趨于穩(wěn)定、連續(xù)。DMSO的加入在一定程度上改善了鏈的運(yùn)動(dòng)能力，從而在電場(chǎng)力作用下能得到穩(wěn)定、連續(xù)的噴射流。

明膠

明膠電紡納米纖維可以模擬人體多種組織的細(xì)胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于生物醫(yī)藥、組織工程等領(lǐng)域，因此明膠電紡納米纖維的研究正受到越來越多的關(guān)注。Huang等[10]把明膠溶于三氟乙醇（TFE）進(jìn)行靜電紡絲，發(fā)現(xiàn)溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)在5%~12.5%之間可順利完成明膠的連續(xù)紡絲，制備的纖維平均直徑分布在100~340nm之間。由于TFE也是聚己內(nèi)酯的良好溶劑，他們還制備了明膠/聚己內(nèi)酯靜電紡纖維，并考察了共混纖維膜作為細(xì)胞組織工程支架的性能。經(jīng)過材料的細(xì)胞培養(yǎng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：明膠的加入提高了聚己內(nèi)酯纖維的親水性，從而共混纖維膜具有良好的細(xì)胞黏附性。Ramakrishna等[11]以TFE為溶劑制備了明膠靜電紡納米纖維后，在保持明膠納米纖維形貌的基礎(chǔ)上，采用戊二醛蒸氣交聯(lián)的方法改善了明膠纖維的耐水性，為明膠纖維真正在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。Rujitanaroj等[12]將明膠溶解在含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.5%的AgNO3納米粒子的乙酸溶液中，制得了平均直徑約為230nm的超細(xì)纖維。經(jīng)戊二醛蒸氣交聯(lián)后，發(fā)現(xiàn)Ag+在模擬體液的環(huán)境中具有較好的緩釋效果。經(jīng)抗菌測(cè)試發(fā)現(xiàn)，含Ag+的明膠靜電紡纖維膜具有良好的抗菌效果，有望應(yīng)用于醫(yī)用創(chuàng)傷敷料。

膠原蛋白

由膠原蛋白靜電紡納米纖維制備的多孔構(gòu)造有利于細(xì)胞的黏附，作為細(xì)胞外基質(zhì)成分可以促進(jìn)細(xì)胞誘導(dǎo)分化。目前，國(guó)外已有較多膠原基醫(yī)學(xué)材料的研究和專利報(bào)道，而國(guó)內(nèi)的研究與臨床應(yīng)用還處于起步階段。Bowlin等[13]使用六氟異丙醇（HFIP）作為溶劑，將膠原蛋白通過靜電紡絲，首次制備了膠原蛋白納米纖維。Yung等[14]以TFE和HFIP作為混合溶劑，將膠原蛋白和黏多糖（glycosaminoglycan，GAG）的共混溶液進(jìn)行靜電紡絲，制備了膠原蛋白/GAG復(fù)合納米纖維膜。通過細(xì)胞培養(yǎng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：膠原蛋白的引入有效地提高了細(xì)胞在GAG上的黏附性，制備的靜電紡納米纖維膜有望在未來組織工程支架上得到應(yīng)用。Feijen等[15]把膠原蛋白和聚環(huán)氧乙烯溶解在鹽酸/水混合溶劑中進(jìn)行靜電紡絲，得到了膠原蛋白/聚環(huán)氧乙烯共混納米纖維膜，并使用1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳化二亞胺鹽酸鹽（EDC）和N-羧基琥珀酰亞胺（NHS）作為交聯(lián)劑制備出具有良好抗水性能的膠原蛋白纖維，該材料在人造血管方面展示了很好的應(yīng)用潛力。Min等[16]用戊二醛交聯(lián)膠原蛋白制備出靜電紡納米纖維，并研究其對(duì)生物體傷口早期愈合方面的影響，發(fā)現(xiàn)膠原蛋白纖維膜由于具備多孔隙、高比表面積等特點(diǎn)，特別有利于細(xì)胞黏附、生長(zhǎng)和繁殖。實(shí)驗(yàn)鼠傷口愈合試驗(yàn)表明：膠原蛋白纖維特有的結(jié)構(gòu)能有效地促進(jìn)傷口愈合速度，證明了靜電紡絲工藝在制備新型生物材料方面的優(yōu)勢(shì)。

甲殼素和殼聚糖

靳鈺[18]利用靜電紡絲法制備了殼聚糖/羥基磷灰石復(fù)合納米纖維膜，通過共混和原位礦化沉積的方法將羥基磷灰石負(fù)載于殼聚糖纖維表面。研究發(fā)現(xiàn)：采用共混方法時(shí)，羥基磷灰石的加入增加了纖維膜的剛性，但是更高含量的羥基磷灰石會(huì)導(dǎo)致納米顆粒在纖維中的團(tuán)聚，從而導(dǎo)致材料容易發(fā)生斷裂。細(xì)胞毒性試驗(yàn)（MTT法）表明：殼聚糖/羥基磷灰石纖維對(duì)小鼠成纖維細(xì)胞（L929）沒有毒性，細(xì)胞在紡絲支架上培育48h后，發(fā)現(xiàn)與纖維膜黏附緊密，生長(zhǎng)狀況良好。陳宗剛[19]以體積比為9/1的HFIP/TFE為混合溶劑，制備出了膠原蛋白/殼聚糖靜電紡納米纖維。通過戊二醛蒸氣對(duì)膠原蛋白/殼聚糖共混靜電紡纖維膜進(jìn)行交聯(lián)后，發(fā)現(xiàn)纖維膜的平均斷裂強(qiáng)度都有不同程度的提高，平均斷裂延伸度有所減小。從細(xì)胞黏附、增殖、細(xì)胞形態(tài)等方面對(duì)小鼠的心肌主動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞與膠原蛋白/殼聚糖靜電紡纖維材料的細(xì)胞相容性進(jìn)行了研究，并將其與蓋玻片及細(xì)胞培養(yǎng)板的細(xì)胞相容性做了比較，發(fā)現(xiàn)靜電紡殼聚糖、質(zhì)量比2∶8的殼聚糖/膠原蛋白、質(zhì)量比5∶5的殼聚糖/膠原蛋白纖維膜的細(xì)胞黏附量和細(xì)胞增殖情況都比細(xì)胞培養(yǎng)板上的強(qiáng)。這為開展組織工程化人工器官的研究以及臨床應(yīng)用提供了重要的試驗(yàn)依據(jù)。

本文作者：賴明河陳向標(biāo)陳海宏作者單位：揭陽(yáng)市質(zhì)量計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)所