DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2020.12.205
本文綜述了自然界中所有主要的可持續天然碳水化合物生物大分子表現形式,并對其進行了大致的歸類,即源于植物(纖維素、淀粉和果膠),海藻(海藻酸鹽、卡拉膠和瓊脂),微生物(細菌纖維素、葡聚糖和普魯蘭多糖)和動物(透明質酸、肝素、甲殼素和殼聚糖),以上物質均已用于制備電紡纖維。此外,還對這些用于靜電紡絲制備納米纖維的生物材料及其特性進行了研究,討論了溶液行為、共混性質以及流變性和纖維特性。接著,對這些由多糖類制備而成的納米纖維的潛在多維應用(過濾、抗菌、生物傳感器、氣體傳感器、儲能、催化和組織工程)及其對電紡絲纖維的性質、功能和用途的主要影響進行了比較和批判性研究。
圖1:源自植物、動物和微生物的生物大分子。
圖2:植物源生物大分子及其結構。
圖3.對照和支架的抗菌活性(A),體外細胞遷移(B)和體內傷口愈合實驗。
圖4:(A)帶有Ca2+,戊二醛(GLU和己二酸二酰肼(ADH))的單根交聯納米纖維的(A)示意圖和(B)SEM圖像。
圖5:基于海藻的大分子及其結構。
圖6:電紡絲羧化瓊脂及其對金黃色葡萄球菌的抗菌特性示意圖。
圖7:同時靜電紡絲/電噴霧制備BC雜化纖維/水凝膠基質的示意圖。
圖8:基于細菌的大分子及其結構。
圖9:(A)從平行于凍結方向的壓縮程度增強的原位壓縮試驗的SEM圖像。彈性屈曲可以通過次生孔的孔壁檢測到,如白色箭頭所示;(B)比較開孔結構的機理圖;(C)水附著在硅烷化氣凝膠上的示意圖(從0°旋轉至180°);(D)在0.3秒內通過氣凝膠從水中快速選擇性地攝取非極性液體(例如,CHCl3,用蘇丹紅IV染色)。(E)兩親性交聯和硅烷化普魯蘭多糖/PVA氣凝膠的吸收容量(φ=V液體/V纖維)。虛線表示假設孔100%充滿水時的最大吸收容量(φmax)。
圖10:動物源生物大分子及其結構。
圖11:殼聚糖基電紡納米纖維膜的示意圖(A),溶液pH值對殼聚糖基電紡納米纖維膜吸附As(V)的影響以及腐植酸對殼聚糖基電紡納米纖維膜吸附As(V)的影響(C)。