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静电纺丝和静电喷雾技术结合开发新型功能性纳

生物医学    2021-09-18 16:17

1.Eur. J. Pharm. Biopharm.:金属微针的静电纺丝/电喷雾涂层:实验设计(DOE)和质量源于设计(QbD)

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本研究展示了电流体雾化(EHDA)中关键工艺参数优化的QbD实施方案。在此,电喷雾纳米颗粒和电纺纤维由聚合物基质和染料组成。评估了八种配方,其中包括含5%w/v聚己内酯(PCL)的二氯甲烷(DCM)和含5%w/v聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的乙醇。

与PCL的持续释放曲线相比,PVP颗粒和纤维的合成结构在形态上有显著差异,并且释放速度更快。体外药物释放研究显示,PCL颗粒在7天后释放100%,PVP颗粒在120分钟内释放100%。

释放动力学和渗透研究表明,微针成功穿透了膜,而电纺微针涂层在6小时内释放出大量负载药物。这项研究证明了这些坚固的微针能够将多种药物封装在聚合物基质中,从而提高了开发个性化医疗设备的潜力。

DOI: 10.1016/j.ejpb.2020.08.023

 

2. Food Chem.:静电纺丝和电喷雾在食品封装中的研究进展

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静电纺丝和电喷雾法是制备传输载体的有前途的技术。这些载体为生物活性成分的封装提供了结构和功能优势。

它们可用于多种食品和保健品基质中,以保护成分免受环境条件的影响。它们还可以增强生物分子的生物利用度和受控释放,同时延长产品的保质期。

本文综述了静电纺丝/电喷雾技术的最新进展,强调了影响这些技术的关键参数。此外,总结了近年来维生素封装在功能性食品和保健品领域的研究进展。

电喷雾颗粒/电纺纤维易于制备,具有合适的理化特性,可以包裹生物活性物质以改善功能性食品。

DOI: 10.1016/j.foodchem.2020.127850

 

3.  J. Membr. Sci.:具有超亲水/超疏液表面的整体式自粗糙Janus纤维膜,可用于抗湿防污膜蒸馏

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哈尔滨工业大学王威教授通过连续静电纺丝和电喷雾并结合热处理工艺,开发了具有不对称超润湿性的整体自粗糙Janus纤维膜(FM)。

详细讨论了由静电纺丝/电喷雾技术制备的纤维表面粗糙度的形成机理,并探讨了Janus FM的不对称润湿性和整体性能对膜润湿和结垢的协同抵抗作用。

得益于超疏液表面在空气中的高水接触角(157°),超亲水性表层的高水下油接触角(156°)以及38种所得膜的整体性能,新开发的Janus FM对由3.5wt%NaCl、0.1g SDBS和1.0g润滑油组成的模拟超盐废水进行脱盐时,其水通量超过27 Lm-2 h-1,脱盐效率高达约100%。

所提出的Janus FM制备策略为制备整体、自粗糙、非对称的超润湿性Janus FM开辟了新的方向,以广泛应用于其他选择性分离领域。

DOI:10.1016/j.memsci.2020.118499

 

4. Macromol. Mater. Eng.:静电纺丝/静电喷雾技术在合理设计水凝胶结构中的潜力

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水凝胶是一种具有3D交联聚合物链网络的软材料,可以吸收和保持大量的水。水凝胶因其多样且极好的功能特性以及广泛的应用而吸引了科学界和工业界的极大关注。根据“结构决定功能”的逻辑,结构制备在水凝胶科学中起着关键作用。

水凝胶结构的合理设计是水凝胶功能和应用的保证。另外,水凝胶功能和应用的各种需求需要其具有复杂、有效和独特的水凝胶结构。

北京化工潘凯&北京工商殷丽君基于E-spin/E-spray技术对于制备各种尺寸和形貌可调的材料结构具有重要价值,本文综述了静电纺丝/静电喷雾(E-spin/E-spray)技术在水凝胶结构设计中的潜力。

本文不仅为全面认识E-spin/E-spray技术的结构设计能力提供了参考,也为利用E-spin/E-spray技术制备不同结构的水凝胶提供了前瞻性的思路。

DOI:10.1002/mame.202000285

 

5. Cellulose:高电化学性能D-酒石酸掺杂柔性聚吲哚/碳纳米管/细菌纤维素纳米纤维无纺布电极的制备

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天津工业大学蔡志江采用“静电纺丝和电喷雾”以及恒电位聚合两步法相结合制备了柔性聚吲哚/碳纳米管/细菌纤维素(PIn/CNT/BC)纳米纤维无纺布电极。

PIn/CNT/BC电极具有层状结构,其花椰菜状的粗糙表面由BC电纺纳米纤维、CNT涂层和PIn纳米颗粒层组成,分别起到支撑基材、导电路径和电极活性材料的作用。

独特的结构确保了柔性PIn/CNT/BC纳米纤维无纺布电极具有高达552.6 F g-1的比电容,更长的使用寿命,在5000次循环后具有95.6%的电容保持率。

当电荷转移电阻的拟合值为9.87 X时显示出较好的电导率,在1500次弯曲循环后,仍具有出色的柔性和稳定性,比电容保持率高达96.4%。PIn/CNT/BC纳米纤维无纺布电极的出色电化学性能为可穿戴和智能电子元件的柔性储能装置提供了广阔的应用前景。

DOI:10.1007/s10570-020-03199-2

 

6.Eur. Polym. J.:包埋铁基层状双氢氧化物的3D多层电纺膜的设计,用于药物储存和缓释

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研究者介绍了聚乳酸(PLA)膜的设计,该膜包含能够存储亲水性阴离子药物(源自非甾体类抗炎性萘普生)的铁基层状双氢氧化物(LDH)颗粒。

纳米纤维膜是通过将电纺PLA和电喷雾LDH组合为交替层(方法A)以及同时进行两种工艺(方法B)制备的。

在方法A中,通过改变PLA纤维层的厚度,可以容易地调节药物释放速率。对于包含最薄、中间和较厚的PLA层的膜,分别在1、4和17天后释放一半的药物含量,对于通过方法B制备的膜则在56小时后释放一半的药物含量。

对于最薄的膜,萘普生的释放保持18天,通过方法B制备的膜为59天,对于较厚的膜为66天。这项工作可以借助通用的静电纺丝和电喷雾技术来激发具有可调药物释放特性的新型功能性膜的开发。

DOI: 10.1016/j.eurpolymj.2020.109675