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盘点:《Scientific Reports 》期刊近期关于“静电纺丝”重要研究进展
2020/11/17 9:18:33 易丝帮

1.剑桥大学黄艳燕Sci. Rep.:评估环境湿度对静电纺丝形成褶皱、折痕和多孔纤维形态影响的经验模型

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➣控制环境湿度水平,从而与静电纺丝溶液射流的水分相互作用产生一系列有趣的聚合物纤维形态特征,这些特征包括纤维的表面褶皱、折痕和表面/内部孔隙率。

剑桥大学黄艳燕通过将远场静电纺丝(FFES)的文献数据和近场静电纺丝(NFES)的实验数据进行互相关,作者提出了一种理论模型,该模型可以从现象学上解释由溶解在水溶性或极性溶剂中的疏水聚合物组成的静电纺丝溶液形成纤维微结构的原理。

➣该经验模型为溶剂蒸汽蒸发如何阻止或破坏水蒸气在静电纺丝射流上的冷凝提供了一项定量评估。

➣对聚苯乙烯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚L-乳酸、聚己内酯等多种聚合物体系进行了测试和验证。研究指出,就系统对环境湿度的敏感性而言,这与FFES和NFES的运行方式不同相关。

DOI:10.1038/s41598-020-74542-7


2. Sci. Rep.:静电纺丝制备新型葡萄糖响应型纳米纤维水凝胶贴片及其在可穿戴生物传感器中的应用

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➣通过静电纺丝制备的微纤维和纳米纤维(NF)水凝胶在水合条件下通常表现出显著的高孔隙率和比表面积。但是,通过静电纺丝制备的NFs的高结晶度限制了其透明性。

➣该研究制备了与反向离子电渗电极接触的透明聚乙烯醇/β环糊精聚合物NF水凝胶,以开发出一种间质液葡萄糖水平约为1mM的无创连续型监测生物传感器平台。

➣PVA/BTCA/β-CD/GOx/AuNPs NF水凝胶具有柔性、生物相容性、出色的吸收性和良好的力学性能(干燥:12.1MPa,湿润:5.33MPa),酶活性高达76.3%。

➣该生物传感器在宽线性范围内显示出优异的传感性能、高灵敏度(47.2μA mM-1)、低检测限(0.01mM)和快速响应时间(<15s)。

DOI:10.1038/s41598-020-75906-9


3. Sci. Rep.:含阿司匹林负载PLGA纳米粒子的不对称胶原蛋白/姜黄素纳米纤维膜用于引导骨再生

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➣本研究旨在开发一种含姜黄素和阿司匹林的不对称引导骨再生(GBR)膜。使用静电纺丝技术制备了该类型的膜,然后通过常规方法对其进行了理化表征。

➣该研究制备的膜具有单分散的纳米级纤维、均匀的网状形貌、负表面电荷,且可作为阿司匹林的缓释平台。该膜还显示出对所有受试细菌的抗菌作用。

➣仅28天后,试验区域就完全被新骨填充,而市售膜区域仍然是空的。实验侧的新骨区域上方也有一个软组织层。

➣研究者建议可以将本研究所制备的膜用作GBR膜,以防止软组织占据GBR手术中的骨缺损。

DOI:10.1038/s41598-020-75454-2


4. Sci. Rep.:具有改善的药物缓释特性的三层电纺聚己内酯垫的制备

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➣通过将载药垫夹在纤维状聚己内酯(PCL)疏水层之间可以实现对电纺纤维垫初始爆发和长期释放的调节。

➣在静电纺丝过程中,通过改变侧面层中聚合物浓度(10%(w/v),12%(w/v))和涂层量(1ml,2ml),将布洛芬(IBU)负载PCL纤维毡(12%PCL-IBU)夹在纤维状聚己内酯层之间。

➣12%PCL-IBU(无夹层)在第1天显示出66.43%的爆发释放,在62天时显示出86.08%的累积释放(%)。

➣三明治模型的结晶度(%)和疏水性可控制布洛芬从纤维垫中的释放。此外,5天后细胞接种垫的细胞毒性测定和扫描电子显微镜图像显示该垫无细胞毒性。

核磁共振波谱分析显示纳米纤维中布洛芬与PCL之间的相互作用较弱,这有利于布洛芬的释放。上述数据表明,侧面涂层的浓度和体积对布洛芬的初始爆发和长期释放给予了更严格的控制。

DOI:10.1038/s41598-020-74885-1


5. Sci. Rep.:通过TEMPO-CNF恢复电纺溶液粘度,用于稳定超细聚合物纳米纤维

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➣由聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯酸(PAA)等聚合物制成的超细纤维在空气过滤器、电池和生物传感器中有着广阔的应用前景。

➣生产由平均直径低于200nm的均匀分布的超细纤维组成的织物仍然是一个挑战,因为这种长的超细纤维在到达收集器之前往往会破裂成小珠。

➣研究者利用添加2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基氧化纤维素纳米纤维所获得的溶液的触变性来恢复溶液粘度,以稳定静电拉长的纳米纤维,从而使溶液在注射器针头中由于剪切力作用而变得光滑,但在静电力下释放后又恢复了原来的粘度。

➣使用这种方法,研究者成功地制备了由PVP和PAA组成的超细非织造纳米纤维,其平均直径低至约90nm,且珠子数量可忽略不计。

DOI:10.1038/s41598-020-69136-2


6. Sci. Rep.:电纺纤维的原位3D图案化

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➣聚合物电纺纳米纤维在过滤、传感、药物递送和组织工程等领域具有广泛的应用,其实际应用通常需要将纤维图案化或与更大的设备集成在一起。

➣研究者描述了使用具有绝缘表面层和导电凹陷图案的收集器对三维电纺纤维图案进行高度通用的原位策略。

➣使用现有的实验室设备可以轻松制备出图案尺寸低至100微米的两层收集器。其次,使用有限元方法模拟和实验验证证实了纤维图案化策略对于各种图案尺寸和纤维材料都是有效的。

➣最后,通过将电纺纤维首次结合到可降解微针中,展示了该策略在电纺纤维各种新应用中的潜力。

➣这些研究为纤维图案策略适应电纺纤维的许多不同应用提供了框架。

DOI:10.1038/s41598-020-64846-z


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