静电纺纳米纤维与药物控制释放

静电纺丝技术在医学中的应用近年来，静电纺丝技术在医学领域中得到了广泛的应用，这一技术被用于制备纳米级别的医用材料和药物载体，这些材料和药物具有良好的生物相容性和卓越的活性成分释放能力，因此被广泛应用于医学的防治、修复和再生领域。

静电纺丝是一种基于静电力原理的制备纳米级别纤维的技术，主要包括悬浮液制备、电场构建和纤维捕集三个步骤。

该技术通过利用静电力的特性，在电场作用下，将粘性较大的溶液喷雾成纤维，并通过电场作用下纤维的交织与交叉，生成具有良好纤维结构的材料。

因此，该技术可以用于制备各种纳米级别的材料。

在医学领域中，静电纺丝技术可用于制备各种与组织工程、药物载体和医用敷料相关的材料。

例如，该技术可用于制备具有超高比表面积的纳米纤维支架，这种支架可以用于再生领域中，如心血管、神经和骨骼组织的再生和修复。

同时，静电纺丝技术也可以用于制备药物载体，这些载体可以用于控制药物释放，并降低药物剂量和副作用。

此外，基于静电纺丝技术，还可用于制备各种医用敷料材料，如创伤敷料、止血、润滑和导电化等。

近年来，这一技术得到了广泛的关注和研究。

例如，在世界范围内，已经有许多的研究机构和企业利用静电纺丝技术开发和制备各种用于医学的材料和器官。

例如，美国诺斯维奇医学中心（Norwich Medical Center）开发出一种基于静电纺丝技术制备的心血管支架，该支架具有良好的支撑性、生物相容性和再生能力，被广泛用于心血管再生领域中。

此外，静电纺丝技术也被用于制备用于治疗骨髓瘤、前列腺癌、乳腺癌、肝癌和肺癌等癌症的药物载体。

利用静电纺丝技术制备的药物载体，具有良好的药物释放特性、生物相容性和药物负载能力，可以有效地治疗不同类型的癌症。

同时，基于静电纺丝技术，可用于制备各种医用敷料，如创伤敷料、止血、润滑和导电化等。

这些敷料可以用于创伤和手术后修复和治疗。

总之，基于静电纺丝技术制备的材料具有良好的生物相容性、活性成分释放能力、可塑性和高效性，可以有效地用于医学领域中的治疗、修复和再生。

近年来，由于疾病、人口老龄化、意外事故等造成大量的人体器官和组织的损坏和功能缺失，如何实现人体组织和器官的快速修复和重建以及治疗药物在人体内的可控释放已成为生物医学研究领域面临的重要问题。

要使缺损的组织和器官得以修复和重建，其过程是构建有生物活性的细胞支架材料，这种支架可以载有生长因子或本体细胞，植入体内后支架材料逐渐被分解和吸收的同时，细胞增殖并形成新的组织，从而修复缺损组织替代器官，支架材料或作为一种体外装置，暂时替代器官功能，达到提高生命质量，延长生命的目的。

自20世纪60 年代以来，对于药物控制释放体系的研究，受到研究者的广泛关注。

与传统给药模式相比药物控制释放具有显著的优点，除提高药物治疗的准确性、有效性、安全性外，还明显降低了药物的生产成本和不良反应，药物控制释放材料的研究得到迅速发展，其中制备性能优良的药物载体已成为药物控制释放技术的研究热点。

由于高分子材料的化学组成、加工工艺和性能易于调控，在一定尺度上通过调控聚合过程或加工工艺，可易于改变或调节材料的物化性能，因此把组织工程学和药物控制释放原理与高分子材料结合起来，合成具有生物相容性和刺激响应性的生物功能材料，具有重大的科学意义和广阔的应用前景。

静电纺丝作为一种简单、有效、方便而经济的高分子材料加工技术，其技术核心是将具有一定粘度且带有电荷的高分子熔体或溶液在高压静电场中喷射、拉伸细化、劈裂，终固化成微纳米级纤维状物质的过程。

静电纺聚合物纳米纤维具有比表面积大、孔隙率高、良好的三维结构和各向同性的力学性能等优点，能够满足组织工程中细胞支架和药物控释载体在比表面积、多孔结构和力学性能等方面的要求，而且具有纤维孔隙结构的支架材料与细胞增殖有良好的适配性，可有效模拟细胞外基质环境，同时比膜状材料更有利于细胞粘附。

国内纳米纤维和静电纺丝技术正在蓬勃发展，科研发文数量一直位居全球首位。

近年来，电纺纤维及其纤维膜由于高的比表面积，高的孔隙率以及形貌可控等优点在伤口愈合方面引起了很多关注，电纺纤维膜一方面能够物理隔绝病毒和细菌，又能够透气保湿，给伤口营造一个良好的愈合环境。

纳米纤维膜在药物传递中的应用研究纳米纤维膜是一种由纳米级纤维交织而成的材料，在药物传递中具有很大的应用前景。

目前，纳米纤维膜已经在制备载药纳米颗粒、促进药物释放、增强药物渗透以及修复组织等方面得到广泛应用。

本文将从纳米纤维膜的制备方法、纳米纤维膜在药物传递中的应用、纳米纤维膜的优势以及未来的展望等方面进行探讨。

一、纳米纤维膜的制备方法纳米纤维膜的制备方法主要有电纺法、模板法和溶胶-凝胶法等。

其中，电纺法是目前应用最为广泛和成功的一种方法。

该方法利用电场作用使高分子溶液产生电纺喷射，并使纳米级的纤维逐渐形成纤维束。

最终形成超细纤维膜。

电纺法制备的纳米纤维膜具有纳米级孔径和极大的比表面积，有利于药物的吸附和渗透。

二、纳米纤维膜在药物传递中的应用1.纳米纤维膜的载药性能纳米纤维膜具有很好的载药性能。

由于具有大量的孔隙和极大的比表面积，纳米纤维膜可以提供充分的载药空间和载药能力。

同时，纳米纤维膜上的极性官能团能够吸附药物，从而实现药物的固定和控制释放。

2.纳米纤维膜的控制释放性能纳米纤维膜能够实现具有较好的药物控制释放性能。

采用纳米纤维膜材料进行药物传递可以实现精准控制药物释放速率和时间。

在药物传递中，药物可以在纳米纤维膜中扩散和释放，从而实现长效、持续的药物输送。

3.纳米纤维膜的增强渗透性能采用纳米纤维膜材料进行药物传递还可以大大增强药物的渗透性能。

纳米纤维膜材料可以扩大药物的有效透过面积，从而增强药物的渗透性。

此外，纳米纤维膜材料的多孔结构还可以增加材料内部空隙，从而提高合适药物的渗透性和传输效率。

4.纳米纤维膜的组织修复性能纳米纤维膜还具有组织修复功能。

使用具有组织修复性能的纳米纤维膜材料可以使损伤的组织快速恢复。

纳米纤维膜材料还可以对细胞进行刺激，增强细胞的自我修复能力，从而加速组织的修复过程。

三、纳米纤维膜的优势纳米纤维膜作为一种新型材料，在药物传递领域具有一些明显的优势。

这些优势包括：1.纳米纤维膜具有极高的比表面积和多孔性，能够提供最佳吸附和释放条件。

静电纺丝技术在生物医学材料中的应用在当今医疗技术日益发展的背景下，生物医学材料的制备与应用也得到了越来越多的关注。

静电纺丝技术是一种在纳米级别下制备纤维的有效方法，其具有制备方便、纤维成型性好以及纤维直径可控等优点。

因此，此技术已经被广泛应用于生物医学材料的制备领域。

一、静电纺丝技术简介静电纺丝( electrospinning )是一种将高分子聚合物或其他材料从液态到固态的过程。

这种方法通过电荷作用来形成超细的纤维。

首先，将聚合物或其他材料加入强电场的环境中，然后在空气流与材料纤维形成的过程中，材料逐渐凝固成纤维，从而形成高度纯化的纤维材料。

这种技术具有以下优点：1、成本低廉：相对于其他聚合物替代品，静电纺丝的操作成本相对较低，不需要很多特殊的仪器和设备。

2、成型性能好：静电纺丝有很好的形态定制和直径控制。

3、纤维直径可控：相对于光刻技术，纤维直径可以通过参数调节来控制。

二、静电纺丝技术在生物医学材料中的应用材料科学家们已经意识到静电纺丝与制备生物医学材料有着天然的联系。

从微观尺度到宏观尺度的一些特别材料结构已探索过。

纤维的化学性质可以被修改，以控制某些方面的匹配和生物相容性。

1、组织工程组织工程是一种在人体内重建生理组织的新兴技术，以帮助完全或部分恢复器官和人体部分功能。

静电纺丝技术可以用于制造纳米纤维支架用于组织重建。

由于纤维直径可以精确地控制，因此可以制造出具有足够机械强度和生物兼容性的组织工程支架。

2、药物输送静电纺丝可以制备药物输送体系，这样可以使药物在一定程度上被控制释放。

药物输送系统通常是由传统抗生素补充浓度谷内的微粒组成。

通过其中非常细的纤维可以达到控制药物输送的效果。

这种药物输送体系具有高效和低碳排放的特点，这些特点足以成为未来医疗行业的重要研究方向。

3、细胞培养基静电纺丝技术可以制备纳米级的纤维，在纤维表面可以加入细胞吸附剂，从而使纤维表面产生空气孔洞，增加生物操作的空气流和培养效果。

Colloid. Polym. Sci.：电纺P（NVCL-co-MAA）纳米纤维及其pH /温度双重响应药物释放特性DOI:10.1007/s00396-020-04647-y本工作采用自由基聚合法合成了pH/温度双敏感的P（NVCL-co-MAA）聚合物，其提高的低临界溶液温度（LCST）值约为37℃，与纯聚（N-乙烯基己内酰胺）（PNVCL）约32℃的该值不同。

然后通过静电纺丝法制备了P（NVCL-co-MAA）纳米纤维及其以硝苯地平（NIF）为药物模型的共纺纳米纤维。

通过FT-IR、NMR 和XPS法检测了各组分中的结构和相互作用。

通过水接触角测试探究了药物的双重响应特性以及控制释放性能。

通过紫外可见分光光度计测试了体外药物释放。

利用SEM观察了纳米纤维的形貌，发现改性体系在水介质中的稳定形态明显改善。

在37℃和pH值为1.99时，纳米纤维在介质中保持了良好的形态，且其释放时间明显延长，超过150分钟，这证明了纳米纤维作为药物递送系统的良好载体的广阔应用前景。

图1.PVCL、P（NVCL-co-MAA）及其与NIF（a）、NIF（b）和NVCL（c）共纺纳米纤维的FT-IR光谱图2.CDCl3中P（NVCL-co-MAA）的1H NMR谱图3.P（NVCL-co-MAA）的XPS光谱（a），P（NVCLco-MAA）的N 1s曲线拟合光谱（b），P（NVCL-co-MAA）/NIF（c）的XPS光谱和P（NVCL-co-MAA）/NIF（d）的N 1s曲线拟合光谱图4.PNVCL（a）和不同重量比（90/10（b）；75/25（c）；65/35（d）；60/40（e））的P（NVCL-co-MAA）纳米纤维的SEM图像。

插图是含NIF的纳米纤维的SEM图像（左）和相对直径分布直方图（右）图5.在25℃和40℃下测试的PNVCL和不同质量比的P（NVCL-co-MAA）的接触角图6.（a）PNVCL和重量比为90/10的P（NVCL-co-MAA）纳米纤维在不同温度下的透射光谱曲线。

静电纺丝方法制备微纳米纤维材料总结静电纺丝方法是一种常用的制备微纳米纤维材料的技术，通过电场作用下的聚合物溶液或熔体，通过静电纺丝设备的喷头产生纤维，并在收集器上形成纤维膜。

此方法制备的微纳米纤维材料具有较大的比表面积、高孔隙度和优良的力学性能。

本文将对静电纺丝方法制备微纳米纤维材料的原理、工艺参数以及其应用领域进行总结。

首先，静电纺丝方法的原理是利用高电场下溶液或熔体的表面电荷受力，使其成为纤维的形态。

通过调节聚合物溶液或熔体的流变性能、电纺喷头和收集器的设计，可控制纤维的形貌、直径以及纤维间距等关键参数。

静电纺丝方法的制备过程主要包括溶液的制备、电纺设备的调试和纤维的收集等步骤。

其次，制备微纳米纤维材料时，需要注意一些关键工艺参数的选择和调节。

首先是聚合物的选择，其溶解性能和流变性能会对纤维的形貌和直径产生影响。

一般来说，高分子量和低浓度的溶液易于形成细纤维。

其次是溶液或熔体的流变性能，影响着纤维的拉伸性能和成纤性能。

选择适当的流变模型和控制流体参数，能够得到理想的纤维形态。

此外，还需要注意电纺设备参数的调整，如高电压频率、纤维收集器的距离和喷头内腔的压力等。

静电纺丝方法制备的微纳米纤维材料在多个领域具有广泛的应用。

首先，在纺织领域，这种方法被用于制备细纤维基质，用于增强材料、抗菌纺织品和过滤材料等。

其次，在生物医学领域，微纳米纤维材料被用于组织工程、药物传递和伤口修复等。

利用静电纺丝方法制备的微纳米纤维材料具有更高的比表面积，能提供更好的细胞附着和药物释放性能。

此外，这种方法还被用于能源储存和传感器等领域，通过改变纤维材料的构建方式和组分，可以制备出具有特定功能的材料。

总的来说，静电纺丝方法是一种有效制备微纳米纤维材料的技术。

通过合理选择聚合物、调节工艺参数以及应用领域的选择，可以得到具有优良性能的微纳米纤维材料。

然而，当前该方法还存在一些挑战，如纤维直径不均匀性、生产规模化难度和设备成本等。

静电纺丝制备纳米纤维及其在生物医学中的应用随着科技的发展，人们对于纳米材料和纳米技术的研究逐渐深入，其中静电纺丝制备纳米纤维是一种较为常见的方法。

它能够制备出具有很高比表面积和可控直径的纳米纤维，对于生物医学领域具有很好的应用前景。

一、静电纺丝制备纳米纤维的原理及方法静电纺丝是利用静电作用将高分子液体拉丝形成纤维的一种技术。

通常，它的原理是利用带电高分子液体在电场作用下形成锥形喷头，从喷头中心一点开始流下，当距离液体表面足够近时，因表面张力的作用液体受到拉伸，导致出现细流，流出的液体在其后被蒸发成纳米纤维。

静电纺丝制备纳米纤维的方法非常简单，在实验室条件下，只需要一个高电压电源、一个喷雾装置和喷嘴即可完成。

但是要注意控制电场强度、高分子溶液的稠度、温度等因素，调整它们之间的相互关系进行控制，才能使得纤维直径、形态等性质得到合适的调控。

二、静电纺丝制备纳米纤维在生物医学中的应用纳米纤维具有很多优异的物理和生物学特性，因此在生物医学领域中有一定的应用前景。

以下列出其中几个方面的应用：1. 组织工程：纳米纤维是构建人工组织的重要组成部分，它可以用于人工血管、软骨修复和牙齿修复等领域。

2. 治疗性药物携带：纳米纤维可以作为一种载体来传递药物分子，能够控制药物的释放速度和路径。

并且其高比表面积和微纳米级尺寸的特性也能够增加药物在体内的相对生物利用度。

3. 制备生物传感器：纳米纤维可以用来制备生物传感器，用于检测分子、抗体和细胞等。

4. 健康产品：静电纺丝法制备的纳米纤维具有良好的吸湿性和透气性，可以用于制备口罩、衣服和卫生巾等健康产品，起到防菌和抗病毒的作用。

三、静电纺丝制备纳米纤维存在的问题及展望尽管静电纺丝制备纳米纤维具有很多优势和潜在应用，但是它也存在着一些问题。

如：纤维直径的不稳定性、可持续性和成本等，这些问题限制了它的应用和推广。

就未来而言，静电纺丝制备纳米纤维的展望依旧非常乐观。

伴随着科技的进步和新材料的研制，一些问题也逐渐得到缓解。