纺织学报 ›› 2021, Vol. 42 ›› Issue (01): 40-45.doi: 10.13475/j.fzxb.20200301106

• 纤维材料 • 上一篇    下一篇

聚乳酸-己内酯/纤维蛋白原纳米纤维基补片的制备与表征

杨刚1,2,3, 李海迪1,2, 乔燕莎1,2, 李彦1,2(), 王璐1,2, 何红兵1,3   

  1. 1.东华大学 纺织学院, 上海 201620
    2.东华大学 纺织面料技术教育部重点实验室, 上海 201620
    3.上海松力生物技术有限公司, 上海 201100
  • 收稿日期:2020-03-05 修回日期:2020-07-30 出版日期:2021-01-15 发布日期:2021-01-21
  • 通讯作者: 李彦
  • 作者简介:杨刚(1995—),男,硕士生。主要研究方向为生物医用疝修补片。
  • 基金资助:
    国家重点研发计划项目(2016YFB0303300);教育部创新引智基地111计划项目(B07024);东华大学研究生创新基金项目(CUSF-DH-D-2020018)

Preparation and characterization of polylactic acid-caprolactone/fibrinogen nanofiber based hernia mesh

YANG Gang1,2,3, LI Haidi1,2, QIAO Yansha1,2, LI Yan1,2(), WANG Lu1,2, HE Hongbing1,3   

  1. 1. College of Textiles, Donghua University, Shanghai 201620, China
    2. Key Laboratory of Textile Science & Technology, Ministry of Education, Donghua University, Shanghai 201620, China
    3. Shanghai PINE & POWER Biotech Co., Ltd., Shanghai 201100, China
  • Received:2020-03-05 Revised:2020-07-30 Online:2021-01-15 Published:2021-01-21
  • Contact: LI Yan

摘要:

为制备新型疝修补片,将聚乳酸-己内酯(P(LLA-CL))与纤维蛋白原以不同比例共混并纺丝,依托静电纺丝技术制备了一系列P(LLA-CL)/纤维蛋白原复合纳米纤维膜,结合扫描电子显微镜、红外光谱仪、X射线光电子能谱分析仪及细胞实验等对纤维膜片的微观形貌、表面成分、亲水性、力学性能和细胞相容性进行了表征。结果表明:P(LLA-CL)与纤维蛋白原共混后,所制得的纤维膜片均以纳米尺度纤维构成,孔隙率达到60%以上,且膜中存在纤维蛋白原成分;纤维蛋白原的加入使疏水性P(LLA-CL)的亲水性得到大幅提升,并改变了P(LLA-CL)材料原有的力学性能;最终获得的静电纺P(LLA-CL)/纤维蛋白原纳米纤维膜具有良好的细胞相容性,且因其含生长因子,促进了细胞增殖,具有潜在的诱导组织再生能力,有望应用于疝修补领域中。

关键词: 疝修补片, 聚乳酸-己内酯, 纤维蛋白原, 静电纺丝, 医用纺织品

Abstract:

This paper reports on a research on preparation and characterization of a new tissue mesh engineered for hernia repair, where poly(L-lactide-co-caprolactone)/P(LLA-CL) and fibrinogen were blended in different proportions for electro-spinning. A series of P(LLA-CL)/fibrinogen composite nanofiber membranes were prepared, and their micromorphology, surface composition, wettability, mechanical properties and cellular compatibility were characterized and analyzed by scanning electron microscope, Fourier-transformed infrared spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, and cell experiments. The results showed that, after combining P(LLA-CL) with fibrinogen, the obtained fibrous membranes were all composed of nanoscale fibers and the porosity reached more than 60%. The addition of fibrinogen greatly improved the hydrophilicity of P(LLA-CL) and changed its original mechanical property. The results show that the P(LLA-CL)/fibrinogen nanofibrous membrane has a good cellular compatibility, and the high level porosity promotes the cell proliferation. In general, the nanofiber based hernia mesh demonstrates a great potential for tissue regeneration, providing a new hope for hernia repair.

Key words: hernia mesh, poly(L-lactide-co-caprolactone), fibrinogen, electrospinning, medical textiles

中图分类号: 

  • TS181.8

表1

细胞毒性反应分级"

细胞毒性分级 RGR/% 细胞毒性
0 ≥100
I 75~99
II 50~74 轻度
III 25~49 中度
IV 1~24 中度
V <1 明显

图1

不同体积P(LLA-CL)/纤维蛋白原静电纺丝膜的SEM照片(×3 000)"

图2

纤维的直径分布图"

表2

不同体积比下P(LLA-CL)/纤维蛋白原静电纺丝膜孔隙率"

P(LLA-CL)与纤维蛋白原体积比 孔隙率/%
1:0 56.56±1.32
2:1 63.25±2.07
1:1 69.31±1.77
1:2 71.22±1.94
0:1 72.87±2.31

图3

不同样品的红外光谱图"

表3

不同体积比P(LLA-CL)/纤维蛋白原复合静电纺丝膜各元素相对含量"

P(LLA-CL)与纤维
蛋白原体积比
含量 /%
C N O S
1:0 67.71 0.00 32.74 0.00
2:1 69.04 3.35 29.08 0.17
1:1 67.53 4.21 28.55 0.23
1:2 66.38 8.63 25.69 0.29
0:1 65.46 15.12 18.30 0.58

图4

不同样品的水接触角图片"

表4

不同体积比P(LLA-CL)/纤维蛋白原复合静电纺丝膜的接触角"

P(LLA-CL)与纤维
蛋白原体积比
接触角 /(°)
1:0 137.4±4.5
2:1 83.7±2.1
1:1 59.3±1.0
1:2 34.2±3.1
0:1 19.3±3.3

图5

不同比例下静电纺丝膜应力-应变曲线"

表5

不同体积比P(LLA-CL)/纤维蛋白原静电纺丝膜力学性能"

P(LLA-CL)与纤维
蛋白原体积比
断裂强度/
MPa
弹性模量/
MPa
断裂
伸长率/%
1:0 8.10±0.14 5.48±0.35 190.23±15.14
2:1 7.61±0.83 8.36±0.76 60.26±3.01
1:1 6.80±0.35 9.59±1.17 54.40±2.81
1:2 2.26±0.18 10.31±0.52 40.93±2.02
0:1 1.36±0.09 15.05±2.14 21.34±4.23

图6

不同样品的细胞毒性"

表6

不同样品的相对增殖率值"

样品组别 相对增殖率/%
1 d 3 d 5 d
P(LLA-CL)/纤维蛋白原 81.3 87.8 93.8
阴性对照组 82.5 88.8 98.4
阳性对照组 21.6 9.3 7.9

图7

L929在不同基底上的黏附细胞的吸光度值"

表7

L929细胞在不同样品表面培养后的黏附率"

P(LLA-CL)与纤维
蛋白原体积比
细胞黏附率 /%
4 h 24 h 72 h 120 h 168 h
1:0 15.9 19.1 25.3 31.1 34.3
2:1 9.0 18.8 24.2 62.5 78.7
1:1 10.8 20.6 29.6 50.5 69.0
1:2 9.0 17.0 27.1 46.9 59.6
0:1 9.0 18.1 25.6 41.5 62.8
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