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科技资讯
多组分纺熔非织造布及其在医疗保健领域的应用
时间:2018年4月19日

近年来,功能性纳米纤维材料在医疗方面受到重视,如研究人员采用沸石-聚合物(EVOH)纳米纤维开发的可穿戴肾透析装置,无需昂贵的透析费用即可维持病人的生命。这对难以提供常规透析处理条件的发展中国家和医疗条件较差的边远地区而言十分需要。随着功能性多组分纺熔非织造布的技术进步,其纤维网单丝直径可达到亚微米-纳米级,在医疗保健领域表现出良好的应用前景。

  

 

  熔喷法非织造布复合材料在组织工程中的应用

  立足于生物聚合物PHB/PLA、PGA/PDLLA、PLA/壳聚糖、壳聚糖/骨胶原等原料,采用改造的熔喷装置,制得的功能性聚合物亚微米-纳米纤维(50~1000nm)网材在组织工程中的应用研究正不断扩大。纳米级复合产品的加工性以及纤维结构特性,使其具备了规模化生产的条件。现阶段,功能性亚微米-纳米纤维在组织工程领域的应用研究主要包括以下几个方面:

  

 

  静电纺功能性纳米纤维网在组织工程和再生医学领域的应用

  在静电纺生产中添加各种化学制剂如抗霉菌剂、细胞抑制剂(cytostatics)以及DNA等,使其与聚合物原料混合,可直接制得功能性纳米纤维网。如利用共轴静电纺丝方法制备的皮芯型纳米纤维,其芯层选用PVA,皮层为PCL组分,嵌入脂质体(Liposomes)后的纳米复合纤维,在组织工程和再生医学领域展示出了很好的开发前景。

  

 

  纳米纤维传感器在肿瘤诊断中的使用已涉及纳米纤维免疫传感器(抗原和抗体的识别)、用于肺部肿瘤诊断的金属氧化物纳米纤维气体传感器、用于生物监测使用的MWCNT/PA6纳米纤维电化学生物传感器以及用于“组胺”检测的纳米纤维荧光化学传感器等。纳米纤维复合材料制备的循环肿瘤细胞扑集装置,可在肿瘤病人早期诊断的重要指标“Biomarker(生物标志物)”的检查中使用。

  

 

  纳米纤维可用作癌症治疗药物的载体。通常先将药物添加到聚合物中,采用混合纺丝的方法制得纳米纤维复合材料,也可使用纳米纤维网物理吸附药液的方式。载体用纳米纤维的原料多选用生物基树脂,如PLA、PCL、PVA/壳聚糖等。日本材料科学研究所(NIMS)的研究人员使用添加了磁性纳米粉末和抗癌药物的聚合物,通过静电纺丝工艺成功制得了热疗型(hyperthermia)纳米纤维网,用于皮肤恶性肿瘤的治疗,有效减轻了对病人的伤害。智能热疗纳米纤维复合材料用于癌症的治疗具有可控性,也印证了热疗和化疗组合的癌症治疗平台的优点和可能性。

  

 

  熔喷/静电纺纤维复合材料在骨组织工程上的应用

  研究显示,利用熔喷法纤维的三维空间微细结构特性与静电纺纤维良好的细胞相容性,制得的多组分纤维复合材料用作骨细胞工程,可明显改善生物活性和骨细胞的矿化速率。三维微细-纳米纤维支架选择使用熔喷非织造布和静电纺丝纳米纤维网复合织物。三维微细-纳米纤维支架选择使用熔喷非织造布和静电纺丝纳米纤维网复合织物。织物使用了分子量为4.5×104的PCL材料,静电纺丝采用了氯仿/乙醇混合溶剂系统,其组分比为9∶1(重量),溶液中PCL质量分数为16%。另外,静电纺采用无针法,熔喷法纤维网成形则使用J&M试验设备。

  100%生物基PP/PLA双组分纺粘非织造布在卫生保健领域的使用

  巴西非织造布生产公司Fiseta开发了一种100%生物基双组分纺粘非织造布,为皮芯型结构,以取材于甘蔗的生物基PE为皮层,PLA则用作芯层。这种PLA/PE双组分纺粘非织造布纤网的克重为13.5~85g/m2,最大幅宽3200mm。产品可用于揩巾、妇女卫生用品、医用服装、纸尿裤等。利用生物聚合物原料具有十分明显的环境友好效益,据测算,每使用1t PLA,与传统聚酯相比可降低60%的CO2排放量;而每生产1t生物基PE相反可以消化掉2t的CO2。

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