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聚合物超细亲水纤维的制备与应用
2019/11/28 22:19:15 admin

  由聚合物制成的材料通常为疏水性的,静电纺丝后制成超细纤维,与其流延膜形式相比变得更疏水(表现出更高的表面水接触角)。这对获得疏水表面是有利的,但是有许多应用需要亲水表面。

  在生物医学应用中,较亲水的表面通常促进细胞粘附[Kim等,2006]。使疏水性材料变得更亲水,常用方法是使用等离子体处理。 Abbasi等(2014)研究表明,用O2等离子体处理聚己内酯(PCL)静电纺丝支架,亲水性增加,支架上的小鼠胚胎干细胞(mESCs)增殖能力明显优于未处理的PCL静电纺丝支架。 Liu等(2014)也表明用等离子体处理的电纺聚-L-乳酸(PLLA)纳米纤维的猪间充质干细胞(pMSCs)的粘附性较好。疏水表面缺少细胞受体结合的结合位点。通过等离子体处理和引入含氧基团,表面变为亲水性并为细胞提供合适的结合位点。然而,重要的是亲水性本身可能不会改善细胞反应[Schaub等人2015]。表面粘附强度可能因不同的细胞类型和材料表面化学而有所不同[Blackstone et al 2012]。

  电纺膜已被广泛用作水过滤膜。通过使过滤膜亲水,液体渗透所需的毛细管压力降低,膜的过滤效率可以提高。这也潜在地改善了水的流量。 Asmatulu等(2013)通过与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)混合来改善过滤性能,测试了降低电纺聚氯乙烯(PVC)疏水性的有效性。通过较亲水的PVC / PVP的水流速是单独PVC电纺膜的两倍多。此外,电纺膜和凝结剂的组合显着改善了从悬浮液中去除颗粒。

  亲水表面的其他应用包括将水从物体上吸走或吸收水分。服装纺织品可以从中受益,因为它可以提高穿着舒适度。 Yadav等(2016)研究了醋酸纤维素电纺纳米纤维在卫生巾中的应用,并将其与商用卫生巾的性能进行了比较。结果表明,当使用合成尿液和盐水溶液进行测试时,醋酸纤维素(CA)电纺纳米纤维膜比商业卫生巾性能更好。

  超亲水表面限制细菌粘附和生物膜形成。这对于水过滤膜或作为防止细菌增殖的表面涂层是额外的优点。 Goetz等人(2016年)使用乙酸纤维素和几丁质纳米晶体的混合物电纺超亲水膜。所得膜的表面水接触角为零度,生物污垢和生物膜的形成减少。该膜还能抵抗牛血清白蛋白和腐殖酸结垢溶液中的污垢。虽然几丁质的存在可能有助于减少生物膜形成,Yuan等人(2017)使用O2等离子体处理的电纺聚苯乙烯膜进行的另一项研究也显示细菌、大肠杆菌在膜上的粘附减少。大肠杆菌和其他革兰氏阴性细菌粘附不好,归因于疏水脂多糖(LPS)表面有利于粘附到更疏水的表面而不是亲水表面。

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