DOI:10.1016/j.polymer.2020.122573
聚己内酯(PCL)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),这两者均为常用的生物相容性聚合物,其共混物在长期药物传输方面具有广阔的应用前景。为了避免该共混物热挤压过程中的PCL降解特性,研究者在PCL-PET共混物的静电纺丝过程中利用PET的相分离,然后加热至120℃,在此期间PCL组分消除了孔隙。所得结晶PET纳米纤维遵循最初沉积的电纺PCL-PET纤维的空间排列。将PCL的模量提高了38%,而断裂伸长率和极限拉伸强度(UTS)保持不变。这些烧结的25:75 PET-PCL混合物在37℃ PBS中至少保持了3个月的机械性能,在37℃ DMSO中可保持3个月以上的机械性能。差示扫描量热法和X射线衍射证实,脆性增加是由PCL结晶度提高引起的。通过受控相分离实现定向复合材料的形成,可以利用其他聚合物和优化的纤维沉积来催化进一步的机械性能改善。
图1.初纺和烧结PCL和PET-PCL共混物表面的SEM图像。(a)初纺PCL和(b)在120℃/4h真空下烧结的PCL。(c)初纺25:75 PET-PCL。(d)在85℃/4h真空下烧结的25:75 PET-PCL。(e)在120℃/4h真空下烧结的25:75 PET-PCL。(f)初纺35:65 PET-PCL。(g)在180℃/4h N2下烧结的35:65 PET-PCL。(h)在200℃/4h N2下烧结的35:65 PET-PCL。(i)在230℃/4h N2下烧结的35:65 PET-PCL。
图2.DSC曲线。(a)(初纺和烧结)PCL、PET和25:75 PET-PCL。(b)(初纺和烧结)THF蚀刻25:75 PET-PCL。
图3.THF蚀刻1天后形态变化的SEM图像。25:75 PET-PCL(a)初纺,(b)烧结。PET(c)初纺和(d)烧结。
图4.PCL和PET-PCL共混物的代表性应力-应变曲线。(a)初纺和(b)烧结组合物。
图5.在37℃下老化的25:75 PET-PCL(在120℃/4h真空下烧结)的机械测试结果。(a)老化试样的极限抗拉强度(UTS)。(b)老化试样的伸长率。(c)老化试样的杨氏模量。
图6.初纺和烧结PCL和PET-PCL共混物的XRD结果。(a)初纺PCL、25:75 PET-PCL和35:65 PET-PCL。(b)烧结PCL、25:75 PET-PCL和35:65 PET-PCL。(c)在PBS(1X)中于37℃老化的烧结25:75PET-PCL。(d)在DMSO中于37℃老化的烧结25:75 PET-PCL。
图7.老化的25:75 PET-PCL样品(在真空下于120℃烧结4小时)的形态变化的SEM图像。(a)0天后的横截面。(b)和(c)在DMSO中于37℃放置3个月后的表面和横截面。(d)和(e)在PBS(1X)中于37℃放置6个月后的表面和横截面。圆圈区域似乎是嵌入在周围PCL基质中的结晶PET纳米纤维的横截面。
图8.THF蚀刻后在PBS中于37℃老化6个月后,与相同材料相比,烧结25:75 PET-PCL样品的SEM图像。(a)THF蚀刻1、(b)2和(c)3分钟后,烧结样品的横截面。(d)THF蚀刻1、(e)2和(f)3分钟后,6个月PBS老化样品的横截面。