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Int. J. Biol. Macromol.:PCL/CN/MO电纺纳米纤维的分步设计及其在伤口敷料中的应用
2021/5/6 17:13:45 易丝帮

DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2021.03.046

在静电纺丝体系中,聚合物的组成和溶剂类型的选择对于获得具有最佳性能的纤维非常重要。本研究以新型溶剂体系的影响为重点,分四步制备出一种电纺丝伤口敷料。首先,为了研究聚合物-溶剂相互作用和静电纺丝距离的影响,将恒定量的聚己内酯(PCL)溶解在不同组成的甲酸(FA)/二氯甲烷(DCM)中,并在不同距离下进行静电纺丝。选择80/20的FA/DCM和15cm的间距为最佳条件,所获得的纤维平均直径最小,表面均匀性较好。在第二步中,将PCL的浓度作为变量,以获取最小的纤维直径。在第三步和第四步中,将不同浓度的壳聚糖(CN)和恒定剂量的草木樨(MO)提取物添加到溶液中。含提取物的纤维平均直径为275±41nm,符合伤口护理的要求。最终,通过FTIR、DSC、拉伸、水接触角、抗菌试验、细胞活性和药物释放分析对优化的PCL/CN和PCL/CN/MO样本进行评估,以证实其功能和特性。


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图1.在恒定浓度的PCL(16wt%)下具有不同溶剂组合(每行)和不同静电纺丝距离(每列)的电纺垫的SEM图像。比例尺为5μm。

 

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图2.(a)在恒定静电纺丝距离下纤维平均直径与FA含量的关系,(b)在恒定静电纺丝距离下纤维外加电压与FA含量的关系,(c)在恒定FA纤维含量下纤维直径与距离的关系,(d)在恒定FA含量下直径与距离的关系。(在所有图中,PCL浓度是恒定的,为16wt%)。

 

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图3.静电纺丝纤维元件在静电纺丝距离(飞行时间)中的力示意图。

 

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图4.在恒定的溶剂组合(80FA/20DCM)下,具有不同PCL浓度(每行)的电纺垫的SEM图像(其放大倍数为2)及其纤维直径分布。比例尺为10μm和5μm。

 

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图5.当存在8wt%PCL(第一行)和10wt%(第二行)时,具有不同量的CN(每列)的电纺垫的SEM图像。比例尺为30μm。

 

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图6.存在3%MO提取物的最终电纺垫的SEM图像。PCL和CN的浓度分别为PCL含量的10wt%和2.5%。比例尺为5μm和1μm。

 

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图7.(a)MO的FTIR光谱,(b)s-31和s-33的FTIR光谱,(c)和(d)s-31和s-33的DSC测试图,(e)s-31和s-33的拉伸分析图,(f)s-31和s-33的WCA图像。(s-31是含10wt%PCL和2.5%CN的电纺垫。s-33包含10wt%PCL、2.5%CN和3%MO)。

 

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图8.在s-31和s-33电纺垫上进行细胞培养1天和3天后的SEM图像。比例尺为10μm和50μm。

 

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图9.(A)第1、3和5天,TCPS、s-31和s-33上的细菌生长情况,(B-D)使用吖啶橙染色活细胞的荧光显微镜图像,显示不同样品的体外细胞活性(比例尺为50μm)。

 

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图10.(a)不同浓度MO在水中的UV-vis光谱,(b)273nm处MO的特征峰与浓度的校准曲线,(c)在不同时间间隔内MO的UV-vis光谱,(d)累积释放百分比与时间的关系。


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图11.(A)MO(阳性对照)、s-31(阴性对照)和s-33对芽孢杆菌菌株的抑菌圈。(B)MO(阳性对照)、s-31(阴性对照)和s-33对志贺氏菌的抑菌圈,(C)MO、s-31和s-33对芽孢杆菌和志贺氏菌的透明抑菌圈直径。(s-31为10wt%PCL/2.5%CN,s-33为10wt%PCL/2.5%CN/3%MO)。


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