一、研究背景

靜電紡絲是制備高分子納米纖維膜的一種有效方法，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。它們的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用包括藥物輸送、血管移植、傷口敷料和組織工程在口腔生物材料中，電紡絲膜常用于一些外科手術(shù)中，以促進(jìn)牙周組織的再生引導(dǎo)組織再生（GTR）和引導(dǎo)骨再生（GBR）是牙周損傷組織再生和修復(fù)的主要手術(shù)方法，也是目前有效的治療方法。這些手術(shù)方法包括制造機(jī)械屏障膜來(lái)限制上皮和結(jié)締組織的發(fā)育，以修復(fù)缺陷并實(shí)現(xiàn)牙周組織再生。5、6膜必須具有良好的抗拉伸和抗撕裂性，以便于手術(shù)過(guò)程中的處理。此外，它們還需要最佳的親水性來(lái)促進(jìn)細(xì)胞的粘附和聚集此外，這些膜必須具有高度的多孔性，以允許骨骼和軟組織愈合所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、氧氣和生物活性物質(zhì)的流動(dòng)因此，靜電紡絲制備的納米纖維膜具有孔徑小、表面體積比高、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)，非常適合用于牙周屏障膜然而，盡管電紡絲薄膜在用于GTR或GBR時(shí)具有許多優(yōu)點(diǎn)，但材料的選擇對(duì)于構(gòu)建模仿細(xì)胞外基質(zhì)的化學(xué)、機(jī)械和結(jié)構(gòu)特性的組織支架至關(guān)重要。

多種材料可用于制造靜電紡納米纖維。其中，天然聚合物和合成聚合物是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域最常用的。可降解的天然高分子材料，如明膠（凝膠），具有不產(chǎn)生炎癥和免疫排斥的優(yōu)點(diǎn)，以及高細(xì)胞相容性。然而，它們難以加工，強(qiáng)度不夠，降解速度太快，無(wú)法匹配組織再生合成聚合物在機(jī)械性能和可紡性方面優(yōu)于天然聚合物。在合成高分子材料中，聚乳酸（PLA）和聚己內(nèi)酯（PCL）已被廣泛研究用于制造生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的電紡絲纖維膜Batool等通過(guò)靜電紡絲制備了一種負(fù)載pcl的布洛芬（IBU）功能屏障膜，以促進(jìn)牙周傷口的愈合。Cui等人以聚乳酸為基體制備了不同材料負(fù)載的鹽酸多西環(huán)素納米纖維，可用于傷口敷料。PCL和PLA是脂肪族生物基聚合物，具有良好的生物相容性、低毒性和可生物降解性區(qū)別在于PLA的彈性模量相對(duì)較高，但伸長(zhǎng)率較低。相反，PCL是一種延展性材料，具有高伸長(zhǎng)率和低彈性模量PCL和PLA在機(jī)械上是互補(bǔ)的，因此一些研究小組對(duì)靜電紡PCL/PLA納米纖維支架的特性進(jìn)行了研究。然而，一些研究表明，PLA和PCL的混相影響最終的纖維形態(tài)，在一定程度上限制了PCL/PLA纖維膜的使用此外，盡管合成聚合物在組織工程中廣泛應(yīng)用，但這些材料也有缺點(diǎn)。例如，PCL和PLA的降解速度慢，通常不符合組織再生速度的要求，它們的過(guò)度疏水特性限制了細(xì)胞的附著。因此，制備具有所需性能的納米纖維膜仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。

雖然在制備滿足多種性能要求的復(fù)合纖維膜（CFMs）方面仍存在一些挑戰(zhàn)，如在溶劑中同時(shí)溶解多種生物材料和獲得穩(wěn)定的混合溶液，但靜電紡絲的發(fā)展提供了一種新的技術(shù)，可以減少這些因素的影響。并排靜電紡絲是一種雙流體靜電紡絲，可以制造出具有雙相復(fù)合結(jié)構(gòu)的cfm。與其他類型的靜電紡絲相比，cfm具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。由兩種不同類型的纖維制成的膜可以提供具有不同特性的互補(bǔ)材料，并且可以根據(jù)特定條件制造合適的納米纖維此外，該工藝還可以解決兩種材料相混性差的缺點(diǎn)納米纖維的多針靜電紡絲比傳統(tǒng)的單針靜電紡絲收率更高

在這項(xiàng)研究中，我們?cè)噲D克服PCL和PLA的混相對(duì)纖維形態(tài)的影響，使用并排靜電紡絲生產(chǎn)兩種不同類型纖維組成的纖維膜。此外，根據(jù)以往的研究，使用適當(dāng)比例的凝膠與PCL或PLA的混合溶液可以制造均勻且穩(wěn)定的納米纖維。同時(shí)，過(guò)多的靜電紡絲射流會(huì)產(chǎn)生相互干擾的電場(chǎng)，可能導(dǎo)致纖維直徑尺寸的不均勻。因此，我們將不同比例的凝膠摻入PCL或PLA纖維中，以提高納米纖維膜的親水性，并研究其各種性能，包括其形態(tài)、組成、潤(rùn)濕性、機(jī)械性能和生物活性。這些雙纖維膜有望有效補(bǔ)充具有良好親水性的PCL和PLA的力學(xué)性能，從而為GTR或GBR提供理想的候選材料，并為研究組織工程支架材料提供新的途徑。

二、摘要

靜電紡絲技術(shù)近年來(lái)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域受到越來(lái)越多的關(guān)注，制備各種纖維素納米纖維膜用于牙周組織再生具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。然而，使用單一材料的特點(diǎn)往往使其難以滿足對(duì)牙周屏障膜的要求，并且由于不同材料之間的混溶性的影響，復(fù)合纖維膜的生產(chǎn)經(jīng)常影響最終纖維膜的質(zhì)量。本研究通過(guò)靜電紡絲設(shè)備制備了由聚乳酸（PLA）和聚己內(nèi)酯（PCL）纖維組成的納米纖維膜。在纖維膜中加入不同濃度的明膠以改善其親水性。研究了不同薄膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)、組成、潤(rùn)濕性和力學(xué)性能。結(jié)果表明，加入適量明膠的PCL/PLA雙纖維復(fù)合膜在獲得較好的親水性的同時(shí)，又具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。采用CCK-8法評(píng)估L929成纖維細(xì)胞的活力，并通過(guò)掃描電鏡和免疫熒光法證實(shí)細(xì)胞在支架上的粘附。結(jié)果表明，這些纖維膜對(duì)細(xì)胞沒(méi)有毒性，明膠的加入提高了細(xì)胞對(duì)這些纖維膜的粘附性。根據(jù)我們的研究結(jié)果，考慮到支架的機(jī)械性能、親水性和生物相容性，在膜中添加30%明膠可能是牙周組織再生最合適的含量。此外，利用靜電紡絲技術(shù)制備的pcl -明膠/ pla -明膠雙纖維膜具有潛在的組織工程應(yīng)用前景。

三、結(jié)論

在本研究中，通過(guò)靜電紡絲設(shè)備成功制備了含有不同濃度凝膠的聚乳酸-凝膠/聚乳酸-凝膠雙纖維膜。使用單針靜電紡絲技術(shù)制備復(fù)合纖維的關(guān)鍵是創(chuàng)造穩(wěn)定的溶液和所選材料的相容性。然而，并排靜電紡絲技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是，不同的材料可以在各自的溶劑中溶解，形成各自的纖維，最終形成具有互補(bǔ)性能的CFM。我們還對(duì)不同凝膠含量的纖維膜的性能差異進(jìn)行了全面的分析。當(dāng)PCL-Gel/PLA-Gel雙纖維膜的凝膠含量達(dá)到40%時(shí)，膜的剛度和伸長(zhǎng)率均顯著降低。此外，當(dāng)膜的凝膠含量大于30%時(shí)，膜的親水性得到有效提高，從而促進(jìn)細(xì)胞粘附。盡管由于凝膠含量的影響，cfm的孔隙特性、潤(rùn)濕性和機(jī)械性能存在差異，但所有cfm都具有細(xì)胞相容性，對(duì)細(xì)胞無(wú)毒。屏障膜在牙周組織工程中的主要應(yīng)用是將軟組織與骨缺損區(qū)分離，從而創(chuàng)造足夠的生長(zhǎng)空間，促進(jìn)骨再生。因此，膜的最佳力學(xué)性能是必不可少的，因?yàn)樗粌H有利于外科手術(shù)，而且保持骨組織缺損的完整性；此外，足夠的延展性有利于屏障膜在手術(shù)過(guò)程中被塑造成各種所需的形狀考慮到材料的力學(xué)性能、親水性和細(xì)胞相容性，含30%凝膠的PCL-Gel/PLA-Gel纖維膜可能是牙周組織再生最合適的方法。PCL-Gel/PLA-Gel cfm的成功制備為組織工程支架的開(kāi)發(fā)提供了新的途徑，通過(guò)改變基于聚合物固有特性的不同纖維的組合，減少聚合物混相的影響，使合成的材料具有優(yōu)越的特性，以滿足生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的各種要求。

圖1.由聚乳酸-凝膠和 PCL-凝膠纖維組成的復(fù)合纖維膜的制作示意圖。

圖2.(a) 不同凝膠含量的復(fù)合纖維膜的掃描電子顯微鏡照片；（b）這些 CFM 的纖維直徑分布。

圖3.S1、S2、S3、S4的水接觸角隨時(shí)間的示意圖。