靜電紡人發(fā)角蛋白-PEO納米纖維支架制備與性能研究.pdf

1、角蛋白是一種具有獨(dú)特的生物相容性、低免疫性以及生物降解性自然資源材料，在制藥、生物醫(yī)用材料等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。人發(fā)是富含角蛋白的天然纖維材料之一，目前多直接廢棄，污染浪費(fèi)，可作為再生蛋白質(zhì)原料。靜電紡絲技術(shù)能夠制備出比表面積大、孔隙率高、適宜細(xì)胞吸附、增殖的納米支架。因此，角蛋白與靜電紡絲技術(shù)的結(jié)合為角蛋白材料的應(yīng)用提供新思路和應(yīng)用領(lǐng)域。
　　本文首先分析了人發(fā)纖維形態(tài)特點(diǎn)、角蛋白大分子結(jié)構(gòu)及其提取方法，總結(jié)了角蛋白提取方法

2、的種類、反應(yīng)原理以及主要優(yōu)缺點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，本文采用還原法制備人發(fā)角蛋白，并利用DSC、FTIR、XRD等儀器表征了角蛋白的提取率和化學(xué)結(jié)構(gòu)、結(jié)晶度、熱穩(wěn)定性等性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，還原劑能夠使人發(fā)纖維中二硫鍵斷裂成-SH和磺酸基-SO32-，從而得到角蛋白粉末，人發(fā)角蛋白提取率可達(dá)到65％。但還原法制備獲得的角蛋白可紡性差和易溶于水，制約了角蛋白作為生物支架材料方面的應(yīng)用。
　　針對人發(fā)角蛋白可紡性差問題，本文采用將生物相容好的聚氧化

3、乙烯與人發(fā)角蛋白混合進(jìn)行靜電紡絲。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)獲得的人發(fā)角蛋白/PEO納米纖維最優(yōu)混紡比僅為70/30。為了進(jìn)一步提高角蛋白在復(fù)合纖維中的含量以制得高比例人發(fā)角蛋白/PEO納米支架，本文采取戊二醛、乙二醇二縮水甘油醚初步交聯(lián)方法對人發(fā)角蛋白進(jìn)行化學(xué)改性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，靜電紡絲人發(fā)角蛋白/PEO混紡比可提高到90/10，說明初步交聯(lián)是改善人發(fā)角蛋白可紡性的一種有效途徑。
　　針對人發(fā)角蛋白易溶于水問題，本文分別采用戊二醛、乙二醇二縮水甘油醚

4、蒸汽交聯(lián)法和氧氣氧化交聯(lián)法后處理人發(fā)角蛋白/PEO納米纖維支架，并從納米纖維形貌、結(jié)晶晶相結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性、大分子結(jié)構(gòu)、親疏水性等五個(gè)方面進(jìn)行了分析研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)交聯(lián)處理的納米支架結(jié)晶度、熱穩(wěn)定性、親水性均得到明顯改善。經(jīng)蒸汽交聯(lián)后的納米支架水溶性得到一定改善，但仍具有水溶性，而氧氣氧化交聯(lián)后的納米支架不溶于水。FTIR分析結(jié)果表明，經(jīng)氧氣氧化交聯(lián)后，人發(fā)角蛋白/PEO納米支架紅外光譜中-SH吸收峰消失，說明-SH發(fā)生氧化。