2020年静电纺PLA（聚乳酸）重要学术成果集锦

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1. 表面多孔中空聚乳酸(SPH-PLA)和表面多孔莲藕状PLA (SPL-PLA)纳米纤维的制备、定量分析和建模

本文介绍了2020年PLA静电纺相关学术论文。这些论文表明了聚乳酸(PLA)是一种细胞相容的、可生物降解的生物聚合物，且PLA静电纺技术简单，在生物医药、医学等领域逐渐有所应用。

图1 SPH-PLA (a) 和SPL-PLA (b) 纳米纤维的三维模型

论文链接：https://sci-hub.st/10.1007/s11051-020-04965-w

2. 静电纺PLA和PLA/PVA/SA纤维膜创面愈合的体内外比较研究

本研究通过静电纺丝法制备了PLA和PLA/PVA/SA纳米纤维膜，制备了高多孔、大比表面积、促进伤口愈合的纳米纤维膜。体外实验表明，PLA和PLA/PVA/SA纳米纤维膜均可为大鼠成纤维细胞的生长提供良好的支持(L929)。此外，大鼠成纤维细胞在PLA/PVA/SA上的粘附和增殖略好于PLA纤维膜。在大鼠皮肤缺损模型中评估了PLA和PLA/PVA/SA纤维膜的体内潜能，其中PLA和PLA/PVA/SA纤维膜比商用纱布显著改善了伤口愈合。在本研究中，PLA和PLA/PVA/SA纤维膜的创面愈合没有显著差异。

图2 聚乳酸敷料对创面胶原沉积的影响。(A)第16天Masson染色。(B) I型胶原免疫组化分析(第3天)(a)对照;(b)PLA组;(c)PLA/ PVA / SA组。(C) I型胶原Western blot。 (D) I型胶原沉积定量分析

论文链接： https://sci-hub.st/10.1007/s11051-020-04965-w

3. 以生物基染料为导电添加剂，减小聚乳酸纤维熔体静电纺丝直径的研究

介绍了溶液静电纺丝和熔体静电纺丝的区别。前者生产较薄的纤维，但需要危险的溶剂;而后者更环保，因为不需要溶剂。然而，粘性熔体要求较高的工艺温度，其低导电性导致较厚的纤维。

图3 纤维直径与熔体电阻和粘度的关系的表面图。(a)PLA/茜素化合物。(b)PLA/苏木精化合物。(c)PLA/槲皮素化合物

本文介绍了茜素类生物染料的首次应用;以苏木素和槲皮素为导电添加剂，减小熔体静电纺丝法制备的聚乳酸纤维的直径与生物基增塑剂结合，以降低熔体粘度。所有聚乳酸化合物均形成泰勒锥，并伴有连续纤维沉积;与纯聚乳酸相比，可减少高达77%的纤维直径。添加2%苏木精时，纤维平均直径最小，为16.04 mu m。对比分析表明，熔体静电纺丝的结晶度较低，类似于部分定向丝。该结果形成了一个经济和环境友好的过程的基础，最终可能提供一个替代工业静电纺丝解决方案。

论文链接： https://sci-hub.st/10.3390/ma13051055

4. 氯仿/甲酸和氯仿/乙酸混合物中聚乳酸溶液的电纺丝-电喷涂研究

聚乳酸(PLA)是一种合成的、细胞相容的、可生物降解的生物聚合物。它为药物输送、食品包装和组织工程应用提供材料。在此，作者提供了在二元氯仿/甲酸混合物中静电纺丝PLA (Mw = 26000 Da)溶液(20-35% wt/vol)。甲酸含量在20和40 vol%之间支持平滑PLA纤维(平均尺寸在231和637 nm之间)。

图4 所示。通过电喷涂和扫描电镜观察了聚乳酸材料的形貌10 (P10)， 15 (P15)， 20 (P20)， 25 (P25)， 30 (P30) Chl溶液的静电纺丝，35% wt/vol (P35)。

PLA溶液(10-25% wt/vol)的氯仿电喷涂产生光滑的微粒(平均粒径在1.0 - 11.4μm之间)。二氯仿/乙酸混合物中乙酸含量高于10 vol%会防止微粒的形成。分别对聚合物溶液和二元溶剂混合物进行了粘度和电导率测试。通过调节聚合物浓度和溶剂体系来控制过程，实现静电纺丝或静电喷涂。扫描电子显微镜和红外光谱对聚乳酸材料进行了表征。本研究报告了支持微尺度和纳米尺度PLA材料的可行方法。

论文链接： https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0167732220341726

5. 基于层次结构PLA/PVDF静电纺纳米纤维膜透明检测的快速可视化酒精试纸的研究

近年来，由于大量的酒后驾驶交通事故，酒精测试装置的设计受到了研究者的关注。在此背景下，提出了一种简单的静电纺丝方法来制备分层结构PLA/PVDF纳米纤维膜，以实现对酒精的增强透明响应。聚偏氟乙烯/聚偏氟乙烯复合膜是聚偏氟乙烯微球或纳米纤维与溶解的聚偏氟乙烯纳米纤维同步结合的产物。

图5 (a)复合膜的数码照片。(b, c)经酒精处理的膜的紫外-可见光谱。(d, e) PLA/10%PVDF膜的紫外-可见光谱。(f)PLA/10%PVDF复合膜的光学透过率(550 nm)。

由于该复合膜具有醇的润湿性、层次结构、较小的折射率(RI)差异以及超薄的纳米纤维，使其表现出优越的透明度，达到90%以上。因此，本研究为制备纳米纤维膜提供了一种简单而有效的方法，并在酒精检测方面有潜在的应用前景。

论文链接： https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2452213920302448

6.梯度可降解多层结构神经导管的静电纺丝法制备

聚合物神经引导导管具有均匀的管状结构，在神经组织工程中广泛应用。然而，NGCs的大规模坍塌极大地阻碍了它们的进一步应用。为此，设计并利用静电纺丝技术制备了具有多层结构的梯度可降解神经导管(GD-NGC)。GD-NGC由五层不同聚乳酸(PLA)/聚乙醇酸(PGA)的聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)层组成。

图6 GD-NGCs的体外降解。(a) GD-NGCs降解过程中降解介质的失重(%)。(b)GD-NGCs降解过程中降解介质的pH变化。4周(c1-c3)、8周(d1-d3)、12周(e1-e3) GD-NGCs的形态变化。所有的实验都做了三遍。数据以均数±标准差(SD)表示。

与普通的NGC相比，新型GD-NGC的降解程度适中，且从内层逐步向外层降解，在孔隙率、吸水能力、力学性能和生物相容性等方面与普通NGC相当或更好。总之，GD-NGC在神经组织工程方面具有广阔的应用前景。

论文链接： https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0167577X20309435

7. 聚磷酸铵和丙烯酸对NaCl处理的聚乳酸静电纺丝超细纤维毡的影响

聚乳酸(PLA)是目前应用最广泛的生物可降解聚合物之一。采用静电纺丝法制备聚乳酸纤维毡，并加入NaCl使纤维直径变细。该纤维毡的导热系数低于聚乳酸块，但拉伸强度和热稳定性较差。通过添加聚磷酸铵(APP)和丙烯酸(AA)来改善其力学性能和热性能;使用AA可以更好地将APP与聚合物基体结合。APP/AA混合PLA纤维毡整体性能提高;加入这些材料后，导热系数约为35 mW/mK，略低于之前的导热系数，拉伸应力提高了约2倍。

图7 纤维垫的TGA结果与各TGA图的斜率:A、纯净的PLA/PLA + NaCl；B PLA + NaCl+APP；C、PLA + NaCl+AA；D, PLA + NaCl+AA+APP。AA,丙烯酸;APP,多磷酸铵;PLA,聚乳酸;TGA,热重分析

热重分析结果表明，随着样品残渣质量百分比的增加，热稳定性增强。

论文链接： https://sci-hub.st/10.1002/pen.25483

8. 生物降解核鞘纳米纤维三维结构的乳液静电纺丝法制备，及其在药物缓释的应用

以茶碱水溶液为水相，聚乳酸水溶液为有机相，通过静电纺丝法制备油包水前驱体乳状液，建立了可降解核鞘纳米纤维三维层次缓释体系。扫描电镜图像显示，纤维相互交叉和重叠，形成三维网络状结构。透射电镜表明，该药物很好地融入了聚乳酸纳米纤维中，形成了核鞘结构，代表了一个水库式的输送系统。通过红外光谱(FTIR)、x射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)和差示扫描量热(DSC)对纤维支架进行了表征，证明茶碱成功地以非晶态形式加载到纤维中。药物释放分为三个顺序阶段，释放速率依次下降。释放速率的变化与药物扩散和聚合物降解有关。

图8 复合物释放药物的可能机制

在接近30天的时候，药物仍然持续释放。这是通过逐渐膨胀和降解PLA来实现的。成功制备的三维核鞘纳米纤维可将水溶性药物掺入生物可降解聚合物中，有效保护药物活性，抑制药物突然释放并实现缓释。

论文链接： https://sci-hub.st/10.1007/s10853-020-05205-1

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