文 献 综 合

静电纺丝技术起源于十九世纪三十年代，FORMHALS^[1]发明了利用静电力制备纤维的实验装置，并在1934－1940年申请了一系列专利。20世纪90年代以前，静电纺丝技术一直发展缓慢，直到纳米科技的日渐兴起才使静电纺丝技术再次受到了世界各国科学界和工业界的关注。随着纳米技术的发展，静电纺丝作为一种简便有效的可生产纳米纤维的新型加工技术，将在生物医用材料、过滤及防护、催化、能源、光电、食品工程、化妆品等领域发挥巨大作用。

静电纺丝技术制备抗菌材料是指将具有抗菌功能的高分子溶液或者抗菌剂与不具有抗菌作用的高分子溶液混合后，通过静电纺丝工艺制得的具有抗菌功能的微纳米级纤维材料．静电纺丝技术制备的抗菌材料为一维纤维或二维纤维毡，与传统的抗菌材料相比具有以下优势:1)大比表面积和高孔隙率，使其具有较高的吸液性．在用于抗菌敷料时，能够迅速止血．传统敷料吸水率为2.3%，而静电纺丝技术制备的抗菌敷料吸水率达到17.9%～21.3%^[2]，这非常有利于隔绝外界水分杂质的污染，同时吸收伤口流出的液体，保持伤口处于较为干燥的环境，阻止伤口感染;2)静电纺丝法制备的纤维毡由纳米级纤维无序堆积而成，具有多孔结构，因而具有较好的气体通透性，有利于细胞的呼吸，不会导致伤口干裂;同时又因为是小孔结构，阻止了细菌的入侵和伤口的感染．这种新型的纳米纤维毡相比传统的纱布和绷带具有更好的保持水分及气体交换平衡的能力;3)易于制备多组分纤维材料^[3]．任何溶液只要具有一定的导电性、合适的黏度，在合适的条件下均可以进行静电纺丝，因此便可以将多种组分进行混合，纺出多组分、形貌不同的纤维，这突破了传统材料组成的单一性以及形貌的不可控性;4)多功能性．通过静电纺丝可以将具有不同功能的材料制成一种复合的新型功能材料．可以将抗菌材料、组织修复材料等包覆于纤维基体中，这样静电纺丝的单层或同一种纤维毡就具有除抗菌以外的其他功能，并且可以减少因频繁更换敷料而产生伤口的二次创伤;还可以将抗菌特性与药物缓释的特性结合，制备出具有抗菌特性的药物缓释材料;5)生物模拟性．采用静电纺丝技术制备的纳米纤维毡用于伤口辅料时，模拟了细胞外基质的结构和生物功能^[4]．静电纺丝过程使不同层的纺丝纤维呈二维无序排列，当纤维直径在50～500nm，纤维毡可以模拟人体细胞外基质的物理结构．细胞外基质是所有组织中的非细胞组织，在伤口复合过程中起支架作用，促进形成新的细胞．细胞外基质具有一定的弹性，静电纺丝制备的纤维毡具有一定的机械强度，可以达到细胞外基质的柔弹性^[5]。

壳聚糖(chitosan)又称脱乙酰甲壳素，是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到的，化学名称为聚葡萄糖胺(1-4 )-2-氨基-B-D葡萄糖。纯甲壳素和纯壳聚糖都是一种白色或灰白色透明的片状或粉状固体，无味、无臭、无毒性，纯壳聚糖略带珍珠光泽。在特定的条件下，壳聚糖能发生水解、烷基化、酰基化、羧甲基化、磺化、硝化、卤化、氧化 、还原、缩合和络合等化学反应，可生成各种具有不同性能的壳聚糖衍生物，从而扩大了壳聚糖的应用范围^[6]。

聚己内酯（Polycaprolactone,PCL）是一种半晶型线性脂肪族聚酯，其分子链上酯基的存在使其获得良好的生物相容性，可在体内完全降解为6－羧基乙酸，而后进入拧核酸循环而被完全代谢出体外^[7-8]。PCL分子结构的高结品性及非极性亚甲基的强疏水性，使其在体内的降解时间较长，具有理想的长循环生物膜材料的优越性，并获得美国FDA(Food and Drug Administration）的批准^[9]。

张银^[10]等，基于壳聚糖复合纳米纤维具有的良好生物应用前景，为进一步提高壳聚糖复合纳米纤维可纺性以及改善纤维形貌，提出了壳聚糖与其他高分子聚合物共混纺丝以及外加交联剂的研究设想。设计了壳聚糖复合纳米纤维材料体系的基础上，对静电纺丝技术制备的壳聚糖复合纳米纤维进行了研究。着重探讨了静电纺丝工艺过程参数静电电压、流速、接收距离对复合纳米纤维成纤性影响，以及纺丝原液配比、性质（粘度、电导率、表面张力）对纤维可纺性、形貌、物相、基团键合等性能方面的影响。

陈焱^[11]等, 采用扫描电镜、噻唑蓝(MTT)法、荧光显微染色等方法检测小鼠诱导多能干细胞(murine induced pluripotent stem cells，miPSCs) 在聚己内酯(poly ε-caprolactone，PCL)静电纺丝纳米纤维支架上的粘附、增殖等生物学特性，探究聚己内酯纳米纤维支架与miPSCs的生物相容性。结果表明，PCL 纳米纤维支架可促进miPSCs的粘附、自我增殖以及干性维持，两者具有良好的生物相容性，为下一步联合生物支架材料与干细胞构建功能性组织奠定了基础。

壳聚糖(CS)是天然生物大分子甲壳素通过脱乙酰而得到的衍生物，它具有优良的亲水性能、生物可降解性、生物相容性和生物粘附性等优点^[12]，但其存在着力学性能较弱、成纤性差以及难以通过静电纺丝制备CS纤维等缺点^[13]。聚己内酯(PCL)是被美国FDA批准作为医用生物可降解合成高分子材料，由于具有特殊的分子链结构，使其具有优良的机械性能、生物相容性、生物降解性及良好柔韧性和可成纤性，但亲水性较差的缺点使其应用受到了限制^[14-15]。

本课题基于聚己内酯和壳聚糖高分子材料，利用静电纺丝法制备纳米纤维敷料，通过调节聚合物的比例，得到最佳抗菌效果纳米纤维敷料。