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一系列不同比例壳层(PVP-PLA)的 PVP-PLA/PLA-PEG 纤

实验指南    2021-09-18 14:43

一、背景

静电纺丝和静电喷雾是近 20 年来发展的纳米材料制备技术,二者原理共通,都是带电溶液通过电场力驱动,在装置收集。高浓度的溶液中分子链缠结度高,形成纤维;低浓度溶液分子链缠结度较低,会在电场和表面张力的共同作用下形成微球,即静电喷雾。基于静电纺丝/静电喷雾工艺的多功能性、参数调控灵活性以及所制备的超细纤维/微纳粒子具有多样性结构与性能,可在微观和宏观结构层面直接或间接仿生天然组织用于组织修复或重建,使其在生物医学领域的应用具有独到的优势。

二、实验步骤

静电纺丝/静电喷雾溶液的配制

将高分子材料 PLA 与 PVP 分别以质量比(w/w)为 5:5, 7:3, 8:2 和 9:1 加入到 DCM中配制质量浓度为 6  wt%的高分子混合壳层溶液;将高分子材料 PLA 与 PEG 以质量比为 5:5 加入到 DCM 中配制质量浓度为 13 wt%的高分子混合核层溶液;分别将上述两种溶液放置室温环境下,机械搅拌 24 h 充分溶解即得。在配制溶液的过程中分别将抗菌多肽加入到壳层溶液,姜黄素加入到核层溶液,相同条件下机械搅拌至充分混合后即得负载药物的高分子混合溶液。

把高分子材料 PLA 溶于 DCM 中制备质量浓度为 5  wt%的 PLA 溶液,将其放置室温环境下,机械搅拌 24 h 充分溶解得 PLA 电喷溶液。

纤维膜制备过程

将配制好的一系列不同质量比 PLA/PVP 的壳层溶液和 PLA/PEG 核层溶液分别置于同轴静电纺丝注射装置内,使用两台注射泵两种不同的溶液(核层和壳层),在电压为20kV,进样速率为 3 ml/h,喷丝头(同轴金属喷丝头的内径为 0.3 mm,外径为 1.0 mm)与收集装置距离为15  cm,湿度 RH  65  %,室温条件下静电纺丝,采用平板收集得到PVP-PLA/PLA-PEG 纤维膜(纤维膜)。

PVP-PLA/PLA-PEG 

将负载药物的纺丝溶液置于纺丝装置中,同样的纺丝条件和工艺参数下制备负载药物的 PVP-PLA/PLA-PEG 纤维膜(纤维膜/drugs),将收集得到的纤维膜置于室温下待溶剂完全挥发后备用。

PVP-PLA/PLA-PEG 

为得到“类荷叶”微纳结构的超疏水膜表面,需在纤维膜表面构建一层 PLA 微球;将配制的 PLA 电喷溶液置于 1 mL 的注射器装置内,与内径为  0.62 mm  的平口喷丝头相连,使用注射器泵控制,外加电场为 20  kV,喷丝头与收集装置距离为 12  cm,使用溶剂挥发之后的 PVP-PLA/PLA-PEG 复合纤维膜平铺于平板之上为接收装置,湿度 RH 65  %,室温环境下静电喷雾;为得到不同微球密度的微纳结构表面,调控 PLA 电喷溶液用量分别为 100  μL200  μL300  μL400  μ和 500  μL,制备得一系列的PVP-PLA/PLA-PEG 复合纤维膜(复合纤维膜),将收集得到的含有不同微球密度的复合纤维膜置于室温下待溶剂完全挥发后备用。