DOI:10.1016/j.msec.2020.111403

本研究旨在探讨原始碳纳米管（CNTs）对用于生物医学领域的聚氨酯（PU）/CNT复合材料最终性能的净影响。因此，通过静电纺丝制备了纯PU和具有不同CNTs含量（0.05％、0.1％、0.5％和1％）的PU/CNT复合材料。优化静电纺丝参数使其具有无珠的纤维结构，平均纤维直径和孔隙率之间无显著差异。结果显示，添加CNTs会导致结晶度百分比、吸水率、杨氏模量、韧性、电导率、在加速介质中的降解时间、凝固时间和人脐静脉内皮细胞粘附性增加。但未检测到CNT百分比与钙吸附之间的直接关系。此外，所有样品的7天提取物均未观察到明显的细胞毒性。这些纳米复合材料具有广泛的特性，使其成为神经、心血管、骨生物材料或肌腱以及韧带替代物的理想候选材料。

图1：电纺纳米复合材料的SEM图像和纤维直径分布。a）NPU，b）PU/0.05CNTs，c）PU/0.1CNTs，d）PU/0.5CNTs和e）PU/1CNTs。

图2：a）具有不同CNTs含量的电纺纳米复合材料的XRD图谱（红色正方形显示纳米复合材料中CNTs的峰，因为CNTs在高浓度下发生团聚）。b）样品中强峰强度的变化。

图3：a）NPU，b）PU/0.05CNTs，c）PU/0.1CNTs，d）PU/0.5CNTs和e）PU/1CNTs样品的二值图像，用于孔隙率测量，f）2D和3D样品的孔隙率分别使用imageJ软件和视/体密度测定。

图4：a）静电纺丝和薄膜样品的水接触角量。（*：p≤0.05，**：p≤0.01）b）短期c）长期吸水率随时间的变化。d）静电纺丝和薄膜纳米复合材料的长期和短期吸水率和接触角的变化。

图5：a）一组四探针电池和其中的一个样品。b）用于电导率测定的探头附件。c）含不同CNTs量的样品中电导率的变化。（**：p≤0.01和***：p≤0.001）

图6：a）具有不同数量的CNTs的样品的应力-应变图。b）纳米复合材料的刚度和韧性。

图7：在CoCl2中浸泡48天之前和之后，不同样品完整性的比较。

图8：接种24小时后，在a）NPU，b）PU/0.05CNTs，c）PU/0.1CNTs，d）PU/0.5CNTs，e）PU/1CNTs复合物表面上培养的HUVEC的SEM图像。比例尺10和500nm。f和g）PU/0.1CNTs和PU/1CNTs表面上的细胞菌落，表明细胞粘附的适宜表面。

图9：HUVEC在具有不同CNTs含量的电纺垫和作为对照的组织培养板上7天的增殖情况。a）培养7天后的细胞活性百分比。HUVEC与b）NPU，c）PU/0.05CNTs，d）PU/0.1CNTs，e）PU/0.5CNTs，f）PU/1CNTs和g）对照相互作用的光学显微镜图像。

图10：与作为阳性对照的Teflon®相比，PU/CNTs纳米复合材料的凝固时间。（*：p≤0.05和**：p≤0.01）

图11：样品a）NPU，b）PU/0.05CNTs，c）PU/0.1CNTs，d）PU/0.5CNTs和e）PU/1CNTs的WDX图像，用于研究表面上的钙吸附。