DOI:10.1016/j.surfcoat.2020.126216
理想的醫用支架應具有良好的生物相容性和可生物降解性、足夠的機械性能和支架結構孔隙率、精確的三維形狀以及合理的制備方法。聚乳酸(PLA)是一種天然可生物降解的熱塑性脂肪族聚酯,可以通過多種技術制備出納米纖維結構,而靜電紡絲是使用最為廣泛的方法之一。醫用纖維墊支架與炎癥和感染有關,在某些情況下,會導致組織降解。因此,如果不影響纖維氈的機械性能,使用抗菌劑進行表面改性是一種合適的解決方案。在這項研究中,以天然L-抗壞血酸(ASA)或富馬酸(FA)為改性劑,采用等離子體處理方法對聚乳酸纖維氈進行表面改性。研究發現,30s的射頻(RF)等離子體處理足以有效提高潤濕性并促使所需過氧化氫的形成,以用于隨后與抗菌劑的接枝反應。通過各種光譜和顯微鏡技術分析了這種改性導致PLA纖維氈表面性能的變化。通過FTIR-ATR探究了改性后化學成分的變化,SEM和AFM證實了其表面形貌的變化。此外,使用調幅調頻(AM-FM)技術,通過原子力顯微鏡研究了所制備PLA纖維氈的納米力學變化。本研究證明了這種改性PLA纖維墊對革蘭氏陽性金黃色葡萄球菌和革蘭氏陰性大腸桿菌的抗菌活性顯著增強。
圖1.抗菌PLA納米纖維墊的制備:1.PLA溶液的靜電紡絲;2.等離子體處理;3.ASA或FA的自由基接枝。
圖2.PLA纖維氈的輪廓測量圖像:a)3%,b)5%,c)7%,d)10%,e)12%。
圖3.經等離子體處理的PLA電紡纖維的接觸角變化:a)3%,b)5%,c)7%,d)10%,e)12%。
圖4.經等離子體處理的PLA纖維氈的氫過氧化物濃度與處理時間的關系。
圖5.10%PLA纖維氈的詳細SEM圖像:a)未經處理,b)經等離子處理,c)ASA接枝,d)FA接枝。
圖6.10%PLA纖維氈的詳細AFM圖像:a)未經處理,b)經等離子體處理30s,c)經等離子體處理60s,d)ASA接枝,e)FA接枝。
圖7.10%PLA纖維氈的FTIR-ATR光譜:a)未經處理,b)經等離子體處理,c)ASA接枝,d)FA接枝,e)純ASA,f)純FA。
圖8.PLA纖維氈的AM-FM AFM圖像(從左到右:剛度,楊氏模量;下圖:直方圖和線輪廓):a)3%,b)5%,c)7%,d)10%,e)12%,f)10%30s等離子體處理,g)10%60s等離子體處理,h)10%ASA接枝,i)10%FA接枝。