【摘 要】
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静电纺丝技术为制备具有微/纳米结构的纤维材料提供了一条有效的途径。通过静电纺丝生产的聚合物材料具有多孔结构、良好的孔隙间连接性以及多样化纤维形态等显著的特点,可以满足先进的生物医学应用的要求。聚氨酯（PU）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）是生物医用领域中被广泛应用的高分子材料。如果将PU、PMMA与无机二氧化硅（SiO2）材料进行均匀复合,然后采用静电纺丝技术制成纤维,有望获得一种性能优异的三组分生
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静电纺丝技术为制备具有微/纳米结构的纤维材料提供了一条有效的途径。通过静电纺丝生产的聚合物材料具有多孔结构、良好的孔隙间连接性以及多样化纤维形态等显著的特点,可以满足先进的生物医学应用的要求。聚氨酯（PU）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）是生物医用领域中被广泛应用的高分子材料。如果将PU、PMMA与无机二氧化硅（SiO2）材料进行均匀复合,然后采用静电纺丝技术制成纤维,有望获得一种性能优异的三组分生物医用纤维材料。本论文首先选用体积比为2:1的N,N-二甲基甲酰胺（DMF）/四氢呋喃（THF）作为溶剂,以PU及溶胶-凝胶法制备的SiO2为溶质,采用静电纺丝技术制备出PU-SiO2复合纤维。对所得PU和PU-SiO2复合纤维进行了FT-IR、SEM、TG等表征,并对纤维膜的润湿性、拉伸性能、释药性能和抗菌性进行了研究。在此基础上,通过在PU-SiO2体系中加入PMMA,成功制备出PU-PMMA-SiO2三组分复合纤维,并对该纤维进行了组成、形貌、润湿性、力学性能及释药性能等方面的研究。本论文的主要研究成果如下:1.通过静电纺丝技术和溶胶凝胶法制备了PU-SiO2复合纤维。当PU浓度为20%（w/v）,SiO2含量为20%,电纺液推注速度为1.0 ml/h,电压为17 k V,纺丝针头与收集器的距离为15 cm时,可以制备出形貌较规则、表面无明显缺陷,平均直径为440 nm的PU-SiO2复合纤维。热失重测试结果表明,SiO2的含量为21.8%,与理论值非常接近,并且SiO2的加入提高了PU纤维的热稳定性。2.对PU-SiO2复合纤维进行润湿性的测试,结果表明SiO2的加入提高了PU的表面亲水性,并加快了PU纤维被水润湿的速度。选用水溶性的盐酸万古霉素作为目标药物,通过原位载药的方式制备载药PU-SiO2复合纤维。体外释药实验结果表明,复合纤维膜中药物的释放可以分为3个阶段:释药初期（0 h-2 h）、释药中期（2 h-24 h）和释药末期（24 h-72 h）。释药初期（0 h-2 h）为突释过程;释药中期（2 h-24 h）的释药速度有所下降,为缓释阶段;释药速率在末期（24 h-72 h）变得很慢,最终几乎达到理论释药量的100%。尽管PU-SiO2复合纤维表现出一定的药物缓释性能,但仍然无法实现药物的控制释放,因此需要进一步的研究。3.选用体积比为2:1的DMF/THF为溶剂,质量比为2:1的PMMA-PU为溶质,并通过加入不同量的SiO2,制备出PU-PMMA-SiO2三组分复合纤维。由于溶剂挥发,不同溶质向外扩散的速度不同,导致该复合纤维具有核壳结构。随着SiO2含量的增加,复合纤维的亲水性逐渐增强,拉伸强度逐渐增大,而断裂伸长率逐渐减小。体外释药性能研究表明,纯PU-PMMA由于其强疏水性而几乎没有药物释放功能,而加入SiO2后大大改善了其释药性能。与PU-PMMA-40%SiO2复合纤维相比,PU-PMMA-20%SiO2纤维表现出更优异的药物缓释功能,直至168 h时仍有持续释药的趋势,因此有望作为一种理想的药物载体材料应用于生物医学领域。本论文有图35幅,表6个,参考文献98篇。
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