一種殼聚糖基敷料的制備及其性能研究

姚 昊，鄭 皓

（東華大學，上海 201620）

醫用敷料是目前臨床用到的創傷修復的重要材料之一。由于單一材料組成的敷料有著各種限制以及缺陷，可以結合不同類型敷料的優勢的復合敷料的出現了。Levengood等[1]制備了一種聚己內酯（PCL）/殼聚糖共混電紡納米纖維膜，實驗結果表明，該納米纖維膜 (5.25±0.80 MPa）的彈性模量與小鼠皮膚的彈性模量相近（2.68±0.19 MPa），同時具有優良的生物相容性，比商用聚合物敷料Tegaderm相比，對小鼠傷口愈合的促進效果更好，有潛力用作理想的創面敷料。于奎等[2]也利用電紡技術制備了一種載有納米銀的殼聚糖基納米纖維，結果顯示其力學性能良好，有望作為一種復合抗菌敷料。

本文運用靜電紡絲技術制備了一種P(LLACL)/殼聚糖纖維膜，并對其表面形貌、力學強度以及細胞相容性進行了相應表征，驗證了該材料用作傷口敷料的可行性。

1 實驗

1.1 實驗材料

P(LLA-CL)(PLCL)(50∶50,Mw=300 kDa濟南岱剛)，殼聚糖 （Medium Weight，Sigma-Aldrich），六氟異丙醇（AR，上海達瑞），三氟乙酸（AR，國藥），戊二醛（AR，國藥）。

1.2 主要儀器

注射泵（Cole-pamer，美國），靜電發生器（北京機電），真空干燥箱（上海一恒），臺式掃描電鏡（飛納公司）、細胞培養箱（Heraeus，德國）。

1.3 納米纖維的表征

1.3.1 表面形貌

靜電紡制備得到的納米纖維膜經真空干燥箱干燥除去殘留溶劑后剪成約0.5 cm2的樣品，并貼鋪有導電膠的樣品臺上，以電流4～6 mA噴金45～60s,隨后用掃描電鏡（SEM） 觀察，加速電壓為10或15 kV。

1.3.2 納米纖維膜力學性能

通過拉伸實驗來測試靜電紡納米纖維膜的力學性能，以確定納米纖維膜的力學強度及彈性能否滿足敷料的要求。首先制樣，得到長、寬分別為10 mm、30 mm條帶狀的試樣。待測試樣的厚度用游標卡尺進行測量。最后，材料拉伸實驗在H5K-S型萬能材料試驗機上進行。

1.3.3 體外細胞相容性評價

為了分析納米纖維膜的細胞相容性，采用CCK-8法對載藥纖維膜體外細胞相容性進行評價。本實驗采用的是CCK-8法，CCK-8細胞計數試劑盒具有方便靈敏的特點，通過吸光值的檢測可直觀地反映活細胞的數目。樣品用打孔器制得大小相同、厚薄一致的圓片，并用環氧乙烷滅菌。滅菌處理后，置于24孔板，放置滅菌后的鋼圈以防止材料上浮，每種材料設置三個平行，設置1天、4天和7天三幅孔板，故納米纖維膜共需要九塊，然后設置無菌的玻片為空白對照組。

2 實驗結果與討論

2.1 納米纖維膜的表面形貌

圖1 (a,b,c)分別為放大10000倍、5000倍以及1000倍后的PLCL/CS納米纖維膜的SEM圖像， (d)為制備的PLCL/CS納米纖維實物圖片。

從圖1中看出，所制備的PLCL/CS納米纖維表面光滑無粘連現象，單根纖維無串珠產生，且纖維連續無任何斷裂。制備的PLCL/CS纖維平均直徑在539 nm,且纖維直徑呈正態分布，說明我們通過靜電紡絲技術成功制備一種直徑在納米級的纖維。由于其具有納米效應，表面能高，不易吸附環境中感染源，此外，纖維膜的纖維空間排布緊密，纖維間空隙小（最大不超過3 μm），能有效阻止大部分細菌侵入。見表1。

表1 PLCL/CS纖維膜的力學性能

2.2 納米纖維膜的力學性能

PLCL/CS納米纖維先發生彈性形變，然后發生屈服形變，最后斷裂，最大拉伸強度可達1.8 MPa。其應力-應變符合聚合物的力學形變規律，說明加工過程中PLCL的力學性能得到保留。此外，根據計算得到了纖維膜楊氏模量以及斷裂伸長率，其楊氏模量為21.12±1.45MPa，其斷裂伸長率為141.34±11.11%。以上結果表明PLCL/CS納米纖維膜具有較好的彈性以及一定的力學強度，可以滿足傷口敷料材料的需要。

2.3 納米纖維膜的體外細胞相容性

如圖2所示，L929細胞數目在PLCL/CS納米纖維膜上能保持逐步增加，說明該材料對L929細胞的存活無不良影響。此外，與玻片上細胞數量相比，纖維膜上的細胞數量略低，但無顯著性差異 (P＞0.05)，說明PLCL/CS納米纖維膜不會抑制L929細胞的增殖，具有較好的細胞相容性。綜上，PLCL/CS納米纖維膜對L929細胞的增殖無影響，具有較好的生物相容性，有望用于醫用傷口敷料。研究L929細胞納米纖維膜的增殖狀況，

圖2 小鼠成纖維細胞（L929 cell）在PLCL/CS納米纖維膜上的7天內的增殖情況。

3 結論

運用靜電紡絲技術制得一種殼聚糖基的復合納米纖維膜，通過對所制備的PLCL/CS納米纖維膜表面形貌、力學性能、體外細胞相容性等方面進行表征，可以得出以下結論：該納米纖維膜具有表面能高、孔隙小、力學強度與彈性優良以及生物相容性好的優點，有潛力應用于傷口敷料上。