静电纺丝

许多高分子材料由于其优异的力学性能，在生物医学工业中发现了广泛的应用。然而，与生物膜形成相关的感染代表了最初细菌在聚合物表面附着而产生的严重问题。新型滑液灌注多孔表面( SLIPSs )的开发代表了一种很有前途的防止生物膜形成的方法。这些表面的特点是具有特定的微结构粗糙度，能够在内部夹持润滑剂。润滑剂为各种液体(如水和血液)的排斥作用创造了一层滑溜层。本研究对常用医用高分子聚乙烯( PE )和聚氨酯( PU )进行了有效的抗菌改性研究。为此，最初采用低温等离子体处理对聚合物表面进行活化处理，从而增强表面和粘接性能。随后，采用聚二甲基硅氧烷( PDMS )与聚酰胺( PA )结合的静电纺丝技术制备多孔微结构，最后将天然黑籽油( BSO )渗入产生的纤维毡作为润滑层。以异丙醇为溶剂，PDMS / PA按1：1：20 ( g / g / mL )的比例混合制备了优化的纤维毡。通过各种微观和光学技术分析了所制备的光滑表面的表面性质，获得了润湿、滑动行为和表面形貌/形貌等信息，改性PE和PU基材表现出了小倾角撞击水滴的滑动行为。此外，利用黑籽油生产的SLIPs对革兰氏阳性金黄色葡萄球菌( S . aureus )和革兰氏阴性大肠杆菌( E . coli )均有抗菌作用。

地形和机械特征是细胞发育的两个关键因素。在此，我们引入了一种易于制作的Mat-on-Gel结构来研究纳米几何和刚度对体外心肌细胞功能发育的共同影响。该结构由电纺纤维和聚二甲基硅氧烷( PDMS )凝胶组成，具有纳米纤维结构和可调的刚度。利用CM细胞系HL - 1细胞，对19 ~ 52  kPa三种不同刚度进行了比较研究。物理表征表明，与PDMS凝胶相比，Mat-on- Gel结构具有更好的亲水性，杨氏模量降低。从而使细胞黏附更好，细胞代谢活性增强。与单独在电纺纤维或PDMS凝胶上培养的CMs相比，Mat-on- Gel结构上的CMs也表现出更同步的电生理活性。尤其是较低的凝胶刚度导致更快的钙波。本研究综合论证了这种Mat-on-Gel结构的可行性及其作为体外药物研究平台的潜在用途。\n本文为心肌细胞提供了一种混合的Mat-on-Gel结构。它由聚二甲基硅氧烷( PDMS )凝胶顶部的一层电纺纤维组成，提供纳米几何尺寸和可调刚度。发现较软的基底诱导较快的钙波，而取向纤维则加速规则的钙瞬态发展。

近年来，片上器官( OoC )系统引起了不同学科研究者越来越多的兴趣。OoCs以微型化的方式使体内样微环境的再创造和广泛不同组织或器官的或器官。通常，OoC平台是基于聚二甲基硅氧烷( PDMS )制成的微流控芯片，PDMS具有良好的生物相容性、透氧性和快速成型性，但其对小分子疏水分子(包括多种测试化合物、激素和细胞因子)的吸附能力有限。OoC系统的另一个共同特点是膜的集成( i )分离不同的组织室，( ii )将对流灌注限制在介质通道，( iii )为细胞单层提供机械支持。通常，多孔聚合物膜是通过轨迹刻蚀(例如聚对苯二甲酸乙二酯)来显微结构的；PET )或光刻(如PDMS )。虽然已经利用了不同生物力学性质的膜(刚性PET到弹性PDMS )，但膜结构和材料大多停留在人工状态，与体内条件(细胞外基质)不相似。在此，我们报道了一种利用激光结构的聚甲基丙烯酸甲酯( PMMA )在OoC模块中可靠制备和集成电纺膜的方法，选择PMMA作为基材，在避免吸收问题的同时提供了类似PDMS的光学参数和生物相容性。利用静电纺丝技术生成3D膜，可以生成类似于原生细胞外基质( ECM )的微环境。我们对两种不同的电纺膜进行了测试，并建立了紧密集成到PMMA模块中的工艺。人(微血管)内皮和(视网膜色素)上皮细胞层可在系统内成功培养7天，而直接接触(内皮细胞)或保护(上皮细胞)不受剪切流的影响。

在此，我们报道了一种新颖的方法来制作具有高灵敏度、高机械性能和耐穿戴触觉压力传感器防汗功能的三维弹性导电纳米纤维海绵。将缩短的聚丙烯腈/聚酰亚胺( PAN / PI )电纺纳米纤维和还原的氧化石墨烯( rGO )纳米片组装成三维海绵。具体而言，首先将PAN / PI纳米纤维与氧化石墨烯( GO )纳米片在水环境中混合，然后冷冻干燥，形成三维多孔海绵。随后，分别在100  ℃和210  ℃对海绵进行热处理，使GO纳米片还原为导电rGO纳米片。此后进行聚二甲基硅氧烷( PDMS )处理，为海绵提供弹性/健壮性和疏水性。通过改变rGO的用量，制备了三种海绵，研究了它们的力学性能和电学性能。得到的rGO含量最高的3 - rGO / NF三维导电海绵重量轻( 11.50   mg / cm3 )，孔隙率高( 99.23 % )，并对其循环压缩过程中的机械强度和电流变化率进行了研究，其结果与海绵中rGO含量密切相关。3 - rGO / NF在压缩时电流变化率最大，导致即使在较小的压缩应变下灵敏度也最高。需要注意的是，所制备的3D导电海绵具有敏感、可弯曲、防汗等特点，特别适合制作可穿戴触觉压力传感器。