论文总字数：15997字

摘 要

静电纺丝现因其方便操作、通用性而且可得到较高产量，在实际运用上具备显著的优势。制备出的纳米纤维具有独特的结构并且性能优异，其在药物缓释、动力材料、过滤材料、防护材料、光催化等范畴都有使用。使用静电纺丝法将γ-聚谷氨酸对醋酸纤维素进行改性，从而能够获得性能优异的复合膜，并负载一种吡啶并嘧啶化合物作为伤口敷料贴。这种伤口敷料贴具有生物相容性、迟缓释放和生物可降解性的特征。利用综合热分析仪、正置金相显微镜、扫描电镜等仪器对其进行表征分析，测试其抗菌性能。

关键词：静电纺丝 醋酸纤维素 γ-聚谷氨酸 吡啶并嘧啶化合物 伤口敷料

Study on Preparation of Hydrophilic Acetate Films by Electrospinning and Its Load Drugs

Abstract

Electrospinning has obvious advantages in application because of its ease of operation, versatility and high fiber yield. The prepared nanofibers have unique structure and excellent properties, and they are used in the fields of drug sustained release, energy material, filter material, protective material and photocatalysis. Cellulose acetate was modified by γ- polyglutamic acid using electrospinning to obtain a composite film with excellent performance and loaded with a pyridine pyrimidine compound as a wound dressing patch. This wound dressing patch features biocompatibility, biodegradability, and slow release. It was characterized by comprehensive thermal analyzer, positive metallographic microscope and scanning electron microscope, and its antibacterial properties were tested.

Key Words:Electrospinning; Cellulose acetate ;γ- polyglutamate;Pyridine pyrimidine compound;Wound dressing

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2静电纺丝 2

1.2.1 静电纺丝工作原理 2

1.2.2 影响静电纺丝的因素 2

1.2.3 静电纺丝的利与弊 4

1.3醋酸纤维素 5

1.3.1 醋酸纤维素简介 5

1.3.2国内外醋酸纤维素发展现状 6

1.3.3 醋酸纤维素的应用 7

1.4 γ—聚谷氨酸 7

1.4.1 概述 7

1.4.2 γ-聚谷氨酸的应用 8

1.5吡啶并嘧啶类化合物 9

1.5.1 吡啶并嘧啶类化合物简介 9

1.6本课题研究的目的和主要内容 10

第二章 实验部分 11

2.1实验材料 11

2.1.1 材料与试剂 11

2.1.2 实验仪器 11

2.2实验方法 11

2.2.1醋酸纤维素/γ-聚谷氨酸共混纤维膜负载药物的制备 11

2.3 实验结果与讨论 12

2.3.1 醋酸纤维素/γ-聚谷氨酸共混纤维膜负载药物形貌表征 12

2.3.2最低抑菌浓度测试 14

2.4 本章小结 15

第三章 结果与展望 16

3.1结果 16

3.2 展望 16

参考文献 17

致谢 19

第一章 绪论

1.1引言

随着经济水平提升，医疗资源逐渐丰富，居民的生活水平与其医疗保健意识日益提高，医用敷料的消费市场越来越宽阔，具有良好的发展前景。而制作敷料的材料对于药物作用效果扮演着至关重要的角色，所以研究出具备良好性能的敷料有着重要意义。织物范畴和生物材料相联接，别开生面，不只将症候较好医治，还使有关行业稳步繁荣起来，实现其意义。

医用敷料为创伤皮肤营造了适宜恢复的场所，避免受损皮肤再次被侵害，并在帮助恢复皮肤组织和功能方面起着重要作用。理想的医用敷料需要为伤口表层供应一个潮湿的条件，迅速吸收伤口中的组织液和血液，以保持伤口的清洁。 此外，它还应具有抑制细菌、微生物渗透、繁殖和降低感染风险的能力。以棉花和亚麻为基础的初期医疗用敷料，只有单纯的创伤保护功能。由于不能提供封闭性，湿度高的环境，容易附着在创伤上，不适当的更换更容易引起继发性损伤。严峻的大范围外伤，很难达到令人称心的医治结果。目前，静电纺丝制备的纳米纤维膜已成为敷料的不二之选。

新型功能性敷料应该具有非凡的构造和杰出的功用，可以较好地吸收创伤表层的分泌液，有效地促进成纤维细胞的生长，抑制细菌生长并杀死细菌。新型功能性敷料能够有效隔绝外界刺激，起到保护伤口的作用。静电纺丝制成的纳米纤维膜所具备的多孔性有利于吸收分泌物;其单位质量所具有的表面积较高和孔径极小有利于药物的释放，并能有效阻挡外来细菌侵入，保障创面温暖，为创面愈合提供优异的条件;此外，药物相对较容易负载于静电纺丝纳米纤维，体现了其功能。这些特性都证明了静电纺丝法制备的纳米纤维膜有后劲成为卓越的敷料。

1.2静电纺丝

1.2.1 静电纺丝工作原理

静电纺丝一直与“迷人的纤维技术”的称号联系在一起，它已经被用作一个成功的工具。静电纺丝是人们在19世纪末开始尝试的一种工艺。在19世纪早期扩张并逐渐步入商业化。直至20世纪30年代，苏联科学家为非织造过滤介质领域制造出的超细纤维，成功地实现了静电纺丝工艺的商业化;这仍然是其最常见的商业应用。

静电纺丝技术是使用高压静电场制造聚合物纳米纤维的最遍及的使用方法之一。但是，由于其生产性低而陷入了不景气状态。在过去的10年中，纳米技术迅猛开展再次引起了全球研究人员的关注，使它成为世界上制造纳米纤维必不可少的措施。在实验室中，基本的静电纺丝设备涵盖高压电源、注射泵、带金属针头的注射器和接地收集器^[1]。随着这项技术的进一步发展和改变，静电纺丝在大规模生产中显示出很高的应用前景。注射器泵有助于保持所需的流量。当向液滴施加一定数值的高电压时，液滴带电，静电排斥力消除表面张力，从而改变液滴的形状，将这种液滴称为泰勒锥。这种技术依赖于喷嘴尖端和收集器之间的电场的应用。只要静电力可以抵消聚合物溶液在喷嘴尖端处的表面张力，当溶剂蒸发时，射流就会从喷嘴尖端引出。生成的纤维会堆积在收集器中。鉴于电纺纳米纤维具有单位质量的表面积较大，多孔性高，表面吸收周围分子的能力较高，表面功能化的可能性高等优点，因此在超滤，生物致敏，酶固定化，药物输送及组织工学等方面的后期发展中很有潜质。

1.2.2 影响静电纺丝的因素

静电纺丝过程看起来相对容易，但是其受影响的参数并不少。影响其进程的要素大抵可以分为溶液性质、工艺参数、环境参数这三方面。并且这三方面要素之间彼此影响，都有关联。

1. 溶液性质包括溶液中聚合物的相对分子量，溶液浓度和黏度以及表面张力等^[2]。
2. 通过静电纺丝得到纳米材料的一个重要决定因素是聚合物相对分子量的大小。高分子聚合物分子间相互作用和分子链之间缠结可以加大溶液黏度，使纤维材料易于通过静电纺丝技术得到。但当静电纺丝时溶剂逐渐挥发，分子链间的缠结作用将更大，待其大到一定程度时可能会影响纺丝效果。低分子量聚合物溶液的表面张力和粘度相对较低，这会将射流从泰勒锥的顶部喷射出变为小液滴，从而产生静电雾化现象。通过此过程只会获得聚合物微球或气溶胶。有鉴于此，低分子溶液不适宜当作静电纺丝液体。
3. 溶液浓度会对纳米纤维的描摹和直径产生重要影响。假定溶液的浓度太低，其黏度也会降低，聚合物链之间彼此缠绕会削弱，射流本身的表面张力会降低，其受到的电场强度也会增大，则无法获得稳定持续的射流，乃至不能将射流变为液滴，进而产生“纺锤形”或“串珠”纤维。假定溶液的浓度变大，其粘度将相应增加，使纳米纤维无法完全拉伸和细化，从而致使获得的纤维直径更大，分布更宽。如果溶液的浓度持续增加，致使溶液中的黏度太高且溶剂太少，则喷嘴处将凝结，从而导致针头堵塞无法将纺丝进行下去。每一种聚合物溶液都有它最适宜的可纺黏度范畴，在此范畴内，溶液的浓度逐步增加，黏度提高，以获得理想的纤维形状。
4. 影响溶液成丝的重要因素也包含电导率。在运用静电纺丝技术研制纳米纤维的进程中，电荷会附在纺丝溶液液滴上，形成射流时将会直接受到影响。

纺丝液的电导率由掺杂程度（含无机离子），溶剂类型和纺丝用到的聚合物类型所决定。如果电导率过低，纺丝溶液会在电场力的作用之下构成射流。但是此射流不会完全拉伸开。最后，在接收设备上将生成具有不连续珠子结构的纤维。然而，如果纺丝溶液的电导率太高，纺丝液在静电场的作用下会变得极其不稳定，构成射流曲线，从而使纤维尺寸分布变宽。

（4）根据静电纺丝原理，如果溶液表面张力小于静电力，便可形成喷射流。此外，在射流过程中，射流在表面张力作用下呈现串珠状结构，在静电力作用下可以使其拉伸随之变细。总之，经过降低溶液的表面张力，能够改善纺丝功效。 而减弱表面张力可通过添加表面活性剂或某些表面张力不高的溶剂来实现。

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