【摘要】
PCL（聚己內酯）由于具有良好的生物相容性、生物可降解性，廣泛應用于骨折固定材料、外科縫合線、醫用敷料、受控藥物釋放材料和組織工程支架材料中。最近，武漢紡織大學紡織科學與工程學院教授劉延波課題組通過正交試驗，探索采用近場直寫熔體靜電紡絲技術制備PCL支架的最佳工藝參數。基于優化的工藝參數，制備了不同厚度、間隙和結構的PCL支架，并表征了相應的親水性。通過殼聚糖 (CS) 和透明質酸 (HA) 對 PCL 支架進行改性，以提高生物相容性和親水性。傅里葉變換紅外光譜(FTIR)分析和抗菌實驗結果均表明殼聚糖和透明質酸粘附在PCL支架表面，表明該修飾對生物相容性和抗菌效果具有積極作用，然后將PCL支架用作培養細胞的載體。熒光顯微鏡觀察到的細胞形態和分布表明，修飾后的PCL支架具有良好的生物相容性，支架的多孔結構有利于細胞的粘附和深度生長。
【研究背景】
與近場溶液靜電紡絲（EHD電流體噴印技術）不同，近場直寫熔融靜電紡絲技術是一種環保且安全的纖維成型方法，無溶劑殘留，并且紡絲噴嘴不受環境溫度和濕度的影響。同時可以精確控制纖維的沉積位置，并有效地制備三維組織工程支架。
【研究亮點】
本文通過近場直寫熔融靜電紡絲技術制備出纖維直徑均勻、尺寸可控且方向有序的不同結構的PCL支架，所制備的纖維具有高度的有序性。對于相同的結構，支架的厚度隨著層數的增加而增加。對于同一層數，不同結構的支架厚度也不同。網格的厚度>為經緯兩圈的厚度>為經緯三圈的厚度>為梯形結構的厚度(20層)。通過對PCL水接觸角的測試分析表明，支架的厚度對接觸角有一定的影響。厚度越厚，接觸角越小，親水性能越好。由于PCL支架的間隙大，厚度大，會有一部分液滴穿透，導致接觸角小。相同厚度、相同間隙、不同結構的PCL支架接觸角變化不明顯。
通過使用殼聚糖和透明質酸對PCL支架進行改性處理，有效地改善了PCL支架的抗菌性、親水性以及生物相容性。濃度為2wt%、3wt%、4wt%的殼聚糖改性后的支架對大腸桿菌的抑菌率分別為75.48%、77.75%、78.78%（均大于70%），具有了明顯的抗菌效果。經過1wt‰的透明質酸改性后的支架的水接觸角降至86.64°，在殼聚糖（2wt%）和透明質酸（1wt‰）兩者的共同作用下，支架的水接觸角降至84.9°，具有良好的親水性。
【結論】
本課題采用近場直寫熔融靜電紡絲技術制備了模擬細胞外基質結構的PCL組織工程支架。利用殼聚糖和透明質酸對PCL支架進行修飾，探討其在組織工程領域的應用。PCL支架的最佳工藝參數為:電壓4.5kV，移動速度8mm/s，熔體溫度100℃，接收距離0.7cm。殼聚糖溶液改性的PCL支架具有良好的抗菌性能，最佳濃度為2%。改性后的PCL支架具有良好的生物相容性，支架的多孔結構有利于細胞的粘附和深層生長。
文章詳情：Characterizationon Modification and Biocompatibility of PCL ScaffoldPrepared with Near-field Direct-writing Melt Electrospinning
CHEN Zhijun, HAO Ming, QIAN Xiaoming, CHEN Wenyang, ZENGMing, HUANG Juan, LI Ruixin, FAN Jintu and LIU Yanbo*Chem. Res. Chinese Universities, 2021, 37(3), 578-583.
DOI: 10.1007/s40242-021-1129-z
近場直寫靜電紡絲技術（又稱微納3D打印技術），可分為溶液近場靜電紡絲（又稱EHD電流體噴印技術）和熔融近場靜電紡絲，能制備出纖維直徑小、有序可控的微納米結構，是近年來高校或研究院所熱門的研究方向。佛山輕子公司是一家專注于靜電紡絲設備、中試設備、生產線及科研服務于一體的高新技術企業。擁有獨立的研發和生產能力，可以提供（近場/遠場）靜電紡絲設備和溫濕度調控設備，以及一站式解決方案。
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