JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

Two- and three-dimensional superhydrophobic polymeric materials are prepared by electrospinning or electrospraying biodegradable polymers blended with a lower surface energy polymer of similar composition.

Abstract

المواد فائقة الكره، مع الأسطح التي تمتلك الدول غير دائمة المبللة أو متبدل الاستقرار، هي من مصلحة لعدد من التطبيقات الطبية الحيوية والصناعية. نحن هنا تصف كيف electrospinning أو electrospraying خليط البوليمر تحتوي على القابلة للتحلل، حيويا البوليستر الأليفاتية (على سبيل المثال، polycaprolactone وبولي (lactide- شارك -glycolide))، كعنصر رئيسي، مخدر مع البوليمرات مسعور تتألف من البوليستر وstearate- بولي المعدلة (الجلسرين كربونات) يتيح مادة بيولوجية فائقة الكره. تقنيات تصنيع electrospinning أو electrospraying توفر خشونة السطح تعزيز والمسامية وداخل الألياف أو الجسيمات، على التوالي. استخدام الطاقة المنخفض سطح البوليمرات إشابة التي تمزج مع البوليستر ويمكن electrospun ثابت أو electrosprayed تتيح هذه المواد فائقة الكره. المعالم الهامة مثل حجم الألياف، وتكوين البوليمرات إشابة و / أو المشتركوتناقش ncentration، وآثارها على بلل. هذا المزيج من كيمياء البوليمرات وهندسة العمليات يتيح نهج متعدد الاستخدامات لتطوير المواد الخاصة بالتطبيق باستخدام تقنيات قابلة لل، التي يحتمل تعميم إلى فئة أوسع من البوليمرات لمجموعة متنوعة من التطبيقات.

Introduction

يتم تصنيف السطوح فائقة الكره عموما إلى إظهار ملامسة الماء واضح زوايا أكبر من 150 درجة مع انخفاض زاوية الاتصال التباطؤ. هي ملفقة هذه السطوح عن طريق إدخال عالية خشونة السطح على مواد الطاقة السطحية منخفضة لإقامة الناتجة واجهة الهواء السائل الصلبة التي تقاوم ترطيب 1-6. اعتمادا على طريقة التصنيع والأسطح الرقيقة أو متعددة الطبقات فائقة الكره، متعدد الطبقات الطلاء الركيزة فائقة الكره، أو هياكل فائقة الكره حتى بكميات كبيرة يمكن أن تكون مستعدة. هذا صد المياه دائمة أو شبه دائمة هو خاصية مفيدة أن يعمل على إعداد الأسطح التنظيف الذاتي 7، 8 أجهزة ميكروفلويديك، المضادة للحشف سطوح الخلايا / بروتين 9،10، الحد من السحب أسطح 11، وأجهزة تسليم المخدرات 12- 15. في الآونة الأخيرة، ووصف المحفزات متجاوبة المواد فائقة الكره حيث غير مبلل لدولة المبللة يتم تشغيلها بواسطة الكيميائية والفيزيائيةأو منبهات البيئية (على سبيل المثال، الضوء، ودرجة الحموضة، ودرجة الحرارة والموجات فوق الصوتية، وتطبيق الجهد الكهربائي / الحالية) 14،16-20، وهذه المواد يجدون استخدام لتطبيقات إضافية 21-25.

تم إعداد أول السطوح فائقة الكره الاصطناعية من خلال معالجة أسطح المواد مع methyldihalogenosilanes 26، وكانت ذات قيمة محدودة للتطبيقات الطبية، حيث كانت المواد المستخدمة ليست مناسبة للاستخدام في الجسم الحي. هنا نحن تصف إعداد السطحية والمواد فائقة الكره السائبة من البوليمرات حيويا. نهجنا ينطوي electrospinning أو electrospraying خليط البوليمر تحتوي على القابلة للتحلل، والبوليستر الأليفاتية حيويا كعنصر رئيسي، مخدر مع البوليمرات مسعور تتألف من البوليستر والمعدلة ستيرات بولي (الجلسرين كربونات) 27-30. توفر تقنيات تصنيع خشونة السطح تعزيز والمسامية وداخل عالم حواءروبية أو الجسيمات، على التوالي، في حين أن استخدام إشابة البوليمرات يوفر انخفاض سطح البوليمر الطاقة التي تمزج مع البوليستر ويمكن electrospun ثابت أو electrosprayed 27،31،32.

البوليستر دهنية قابلة للتحلل مثل بولي (حمض اللبن) (PLA)، وبولي (حمض الجليكوليك) (PGA)، وبولي (شارك عازلة الأحماض حمض اللبنيك -glycolic) (PLGA)، وpolycaprolactone (PCL) هي البوليمرات المستخدمة في أجهزة افق سريريا وبارزة في بحوث المواد الطبية الحيوية لما لها من غير سمية، التحلل البيولوجي، وسهولة تركيب 33. PGA وPLGA لاول مرة في العيادة كما الغرز bioresorbable في عام 1960 وأوائل عام 1970، على التوالي 34-37. منذ ذلك الحين، تم معالجة هذه بولي (الأحماض هيدروكسي) في مجموعة متنوعة من العوامل شكل الأخرى الخاصة بالتطبيق، مثل الصغرى 38،39 و 40،41 النانوية، والرقائق / أقراص 42، تنسجم 27،43، 44 الرغاوي، و أفلام 45 .

البوليستر الأليفاتية، فضلا عن البوليمرات الأخرى ذات الاهتمام الطبية الحيوية، يمكن electrospun لإنتاج نانو أو شبكة ستوكات الهياكل التي تمتلك مساحة عالية والمسامية وكذلك قوة الشد. الجدول 1 قائمة electrospun البوليمرات الاصطناعية لمختلف التطبيقات الطبية الحيوية وعلى المقابلة المراجع. Electrospinning وelectrospraying تقنيات سريعة وتجاريا قابلة لل. هذان تقنيات مماثلة تعتمد على تطبيق الجهد العالي (التنافر الكهربائي) للتغلب على التوتر السطحي للحل البوليمر / تذوب في إعداد ضخ حقنة كما أنها موجهة نحو الهدف على الارض 46،47. عند استخدام هذه التقنية بالتعاون مع البوليمرات طاقة السطح المنخفض (البوليمرات مسعور مثل بولي (شارك caprolactone- -glycerol أحادي ستيارات))، والناجمة المواد المعرض superhydrophobicity.

لتوضيح هذا الاصطناعية والمواد نهج المعالجة العاملبناء المواد فائقة الكره من البوليمرات الحيوية الطبية، وصفنا توليف polycaprolactone- فائقة الكره وبولي (lactide- شارك -glycolide) مواد المستندة كأمثلة التمثيلية. وقد تم تجميع مواد إشابة البوليمرات منها بولي (شارك caprolactone- -glycerol أحادي ستيارات) وبولي (شارك lactide- -glycerol أحادي ستيارات) أولا، ثم يمزج مع polycaprolactone وبولي (lactide- شارك -glycolide)، electrospun على التوالي، وأخيرا أو electrosprayed. وتتميز المواد الناجم عن SEM التصوير وزاوية الاتصال قياس الزوايا، واختبار لفي التجارب المختبرية وتوافق مع الحياة فيفو. وأخيرا، يتم فحص التبول بكميات كبيرة من خلال شبكات فائقة الكره ثلاثية الأبعاد باستخدام محسنة النقيض الطبقي microcomputed.

Protocol

1. توليف Functionalizable بولي (1،3-الجلسرين carbonate- شارك -caprolactone) 29 و بولي (1،3-الجلسرين carbonate- شارك -lactide) 27،28.

  1. التوليف مونومر.
    1. حل رابطة الدول المستقلة -2-فينيل-1،3-dioxan-5-را (50 غ، 0.28 مول، 1 مكافئ) في 500 مل رباعي هيدرو الفوران الجافة (THF) ويقلب على الجليد تحت النيتروجين. إضافة هيدروكسيد البوتاسيوم (33.5 غرام، 0.84 مول، 3 مكافئ)، وسحقت ناعما مع هاون ومدقة. ضع قارورة في حمام الثلج.
    2. إضافة 49.6 مل البنزيل بروميد (71.32 غرام، 0.42 مول، 1.5 مكافئ.) قطرة من الحكمة مع التحريك على الجليد. السماح للتفاعل لتسخين إلى درجة حرارة الغرفة مع التحريك لمدة 24 ساعة، تحت النيتروجين.
    3. إضافة 150 مل من الماء المقطر إلى حل هيدروكسيد البوتاسيوم وإزالة THF عن طريق التبخر الدوارة.
    4. استخراج المواد المتبقية مع 200 مل ثنائي كلورو ميثان (DCM) في 1-L separatory القمع. كرر استخراج مرتين.
    5. تجفيف المرحلة العضوية على كبريتات الصوديوم.
    6. تبلورالمنتج بإضافة 600 مل ايثانول المطلق إلى الحل، يمزج جيدا، وتخزينها بين عشية وضحاها في -20 ° C. ويمكن تخزين المنتج في -20 درجة مئوية لعدة أيام قبل تنفيذ الخطوات اللاحقة.
    7. عزل المنتج عن طريق فراغ الترشيح خلال قمع بوشنر والجافة على فراغ عالية. ويمكن تخزين هذا المنتج لعدة أيام قبل تنفيذ الخطوات اللاحقة. A العائد نموذجي لهذه الخطوة هو ~ 80٪.
    8. في 1-L دورق كروي، بتعليق المنتج حصلت عليه في الخطوة 1.1.7. في الميثانول (300 مل). إضافة 150 مل من 2 N حمض الهيدروكلوريك. الجزر في 80 درجة مئوية لمدة 2 ساعة.
    9. تتبخر المذيبات ووضع تحت فراغ عالية لمدة 24 ساعة. العائد لهذه الخطوة هو عادة> 98٪.
    10. حل نتاج 1.1.9 في THF (650 مل)، ونقل إلى 2-L ذهابا وأسفل القارورة. ضع قارورة على حمام الثلج ويحرك تحت النيتروجين. إضافة 22.4 مل اثيل chloroformate (25.6 غرام، 0.29 مول، 2 مكافئ) إلى قارورة تحت النيتروجين.
    11. إضافة 32.8 مل ثلاثي الإيثيلامين (0.29 مول، 2 مكافئ) رس قمع الإضافة. خلط مع حجم مساو من THF. وضع قمع اضافه على دورق كروي وتبقي قيد النيتروجين.
    12. مع التحريك القوي، موزعة بعناية triethyamine / THF خليط قطرة من الحكمة إلى دورق كروي على الجليد. تنبيه: هذا هو تفاعل طارد للحرارة. لمنع ارتفاع درجة الحرارة السريع، إضافة ثلاثي الإيثيلامين / THF حل بسرعة لا تزيد على 1 قطرة في الثانية الواحدة. بعد إضافة حجم كامل، وإثارة رد فعل لمدة 4 ساعة، ارتفاع درجة حرارة تصل إلى درجة حرارة الغرفة، أو لمدة 24 ساعة.
    13. تصفية الملح هيدروكلوريد ثلاثي الإيثيلامين باستخدام قمع بوشنر. تتبخر المذيب على المبخر الدوار.
    14. إضافة ثنائي كلورو ميثان (200 مل) إلى القارورة والحرارة بلطف حتى يذوب بقايا. إضافة 120 مل من ايثر في حين يحوم. مخزن في -20 درجة مئوية خلال الليل لبلورة المنتج.
    15. بلورات مونومر تصفية وإعادة بلورة قبل البلمرة. المنتج مونومر يمكن تخزين مختومة في درجة حرارة الغرفة لمدة 2 أسابيع أو في -206؛ C إلى أجل غير مسمى. تأكيد المنتج من قبل 1 H NMR، قياس الطيف الكتلي، وتحليل العناصر. A العائد نموذجي لهذه الخطوة النهائية في تخليق مونومر ما بين 40-60٪.
  2. بالتطعيم لD، L-lactide / ε-caprolactone مع 5-benzyloxy-1،3-dioxan-2-واحد.
    1. سيليكون حرارة حمام الزيت إلى 140 درجة مئوية.
    2. قياس 2.1 غرام من 5 benzyloxy-1،3-dioxan-2-واحد (المعد في 1.1) وإضافته إلى 100 مل دورق كروي الجافة. إذا copolymerizing D، L -lactide، وقياس من 5.7 غرام وإضافة إلى قارورة الآن. إضافة شريط مغناطيسي وختم قارورة مع سدادة مطاطية.
      1. أيضا قياس 240 ملغ (وهو الزائدة) من القصدير (II) ethylhexanoate في قارورة على شكل الكمثرى الصغيرة. وهذا البلمرة يؤدي إلى 20٪ مول الجلسرين تكوين كربونات مونومر. ضبط جماهير أحادية لتحقيق المؤلفات مونومر مختلفة.
    3. طرد كل من قوارير مع النيتروجين على مشعب Schlenk لمدة 5 دقائق وإضافة 4.24 مل ε-caprolacنغمة تحت النيتروجين. إخلاء الجو قوارير من خلال تطبيق فراغ عالية (300 mTorr) لمدة 15 دقيقة لإزالة أثر الماء.
    4. إعادة شحن الغلاف الجوي للقوارير "مع النيتروجين. تكرار هذه الدورة مرتين أكثر من ذلك.
    5. خلط التولوين 500 ميكرولتر الجاف مع محفز القصدير تحت النيتروجين.
    6. ضع قارورة مونومر في 140 ° C حمام الزيت وإضافة حافز مرة واحدة وقد ذاب كل المواد الصلبة. يجب أن يكون الحجم الكلي للخليط حافزا تسليمها ~ 100 ميكرولتر. الحفاظ على 140 درجة مئوية لمدة لا تزيد عن 24 ساعة، ثم تبرد البوليمر المنصهر إلى درجة حرارة الغرفة. تنفيذ الخطوات اللاحقة فورا أو في وقت لاحق لا يقل عن 24 ساعة.
    7. حل البوليمر في ثنائي كلورو ميثان (50 مل)، ويعجل في الميثانول الباردة (200 مل). طاف صب والجافة تحت فراغ عالية. الخطوات اللاحقة لا يمكن أن يؤديها على الفور أو في أي لحظة. متجر البوليمرات في الثلاجة حتى استخدامها مرة أخرى. نموذجي البلمرة العائد / التحويل بين 80-95٪.
    8. أداء 1تحليل H NMR لتحديد نسب المولي المشترك مونومر. حل البوليمر في الكلوروفورم بالديوتيريوم (CDCl 3) ودمج تحول بروتون benzylic من مونومر كربونات في 4،58-4،68 جزء في المليون. قارن هذا المجال الذروة مع أن من ذروة الميثيلين في 2.3 جزء في المليون (PCL) وذروة methyne في 5.2 جزء في المليون (PLGA).
  3. تعديل البوليمر: deprotection والتطعيم.
    1. حل البوليمر (~ ز 7) في 120 مل رباعي هيدرو الفوران (THF) في وعاء الهدرجة الضغط العالي. وزن وإضافة حافز البلاديوم الكربون (~ 2 غرام).
    2. إضافة الهيدروجين إلى السفينة باستخدام جهاز الهدرجة. يهدرج في 50 رطل لمدة 4 ساعات. تنبيه: غاز الهيدروجين هو قابل للاشتعال للغاية. طلب المساعدة من أشخاص على دراية بهذا الإجراء ودائما فحص خطوط الإمداد للكشف عن التسربات المحتملة قبل تنفيذ هذه التجربة.
    3. تصفية حافزا البلاديوم الكربون باستخدام سرير معبأة من الأرض دياتومي. تركيز البوليمر إلى ~ 50 مل تحت التبخر الدوارة وPRECIpitate إلى الميثانول الباردة. تنبيه: يمكن أن الجسيمات البلاديوم الجافة تشتعل تلقائيا. الحفاظ على منشفة مبللة في مكان قريب في حال حدوث اشتعال لخنق النيران. إضافة الماء إلى كعكة فلتر البلاديوم / الكربون للحفاظ على تجمعت ومنع الاشتعال لها. طلب المساعدة من أشخاص على دراية بهذا الإجراء.
    4. صب طاف والجافة تحت فراغ عالية. تأكيد التحويل الكلي لالهيدروكسيل الحرة بالإشارة إلى اختفاء الذروة في 4.65 جزء في المليون (1 H NMR في CDCl 3). هذه البوليمرات يمكن استخدامها على الفور أو حفظها لاستخدامها لاحقا. عائدات لهذه الخطوة هي> 90٪.
    5. حل البوليمر وحامض دهني (1.5 مكافئ.) في 500 مل ثنائي كلورو ميثان الجافة (DCM). إضافة N، N 'dicyclohexylcarbodiimide (DCC، 2.0 مكافئ) و 3 رقائق من 4 dimethylaminopyridine. يقلب تحت النيتروجين في درجة حرارة الغرفة لمدة 24 ساعة.
    6. إزالة N غير قابلة للذوبان، N 'dicyclohexylcarbourea من خلال سلسلة من الفلترة المتكررة وتركيزات. في النهاية، تركيزحل 50 مل.
    7. يعجل البوليمر إلى الميثانول الباردة (~ 175 مل)، وصب طاف. تجفيف البوليمر تحت عالية فراغ بين عشية وضحاها. استخدام لاحق من هذه البوليمرات يمكن أن يؤديها في أي وقت، ولكن نأخذ البوليمرات في الثلاجة لمدة التخزين على المدى الطويل. العائد لهذه الخطوة تعديل النهائية عموما بين 85-90٪.

2. تحديد خصائص البوليمر تجميعي

  1. تزن من ~ 10 ملغ البوليمر (رقم قياسي الكتلة الفعلية) وإضافة إلى عينة الألومنيوم عموم، ثم ختم ذلك بإحكام. تحميل عينة عموم وتفريغ (المرجع) عموم في المسعر المسح التفاضلي.
  2. برنامج منحدر درجة الحرارة والتبريد ("الحرارة / تبريد / الحرارة") دورة: 1) الحرارة من 20 درجة مئوية إلى 225 درجة مئوية عند 10 ° C / دقيقة، 2) باردة إلى -75 ° C في 5 ° C / دقيقة، 3) الحرارة إلى 225 درجة مئوية عند 10 ° C / دقيقة.
  3. تحديد نقطة انصهار (T م)، تبلور (<م> T ج) ودرجة حرارة التحول الزجاجي (T ز)، وحرارة انصهار (ΔH و) من آثار حرارية (إن وجدت).
  4. حل كل من البوليمرات توليفها في THF (1 ملغ / مل) وتصفية من خلال مرشح PTFE 0.02 ميكرون. حقن محلول في نظام اللوني هلام تخلل ومقارنة الوقت الاحتفاظ مقابل مجموعة من المعايير البوليسترين.

3. إعداد حلول البوليمر لElectrospinning / electrospraying 27،31

  1. حل البوليمر (ق) في 10-40٪ بالوزن في مذيب مناسب، مثل الكلوروفورم / الميثانول (5: 1) لPCL أو رباعي هيدرو الفوران / N، N-ثنائي ميثيل الفورماميد (7: 3) لPLGA، بين عشية وضحاها. سوف كتلة البوليمر اللازمة لهذه الخطوة تعتمد على أبعاد شبكة المرجوة.
    ملاحظة: على سبيل المثال، لإنتاج 10 سم × 10 سم عيون سمك حوالي 300 ميكرون، وعادة ما تكون هناك حاجة 1 غرام. تجدر الإشارة إلى أن الخسائر الماديةقد يحدث وفاق في الخطوات اللاحقة من هذا البروتوكول، مثل أثناء نقل حل للحقنة (وخاصة عن حلول لزجة)، ومن أحجام الميتة الموجودة في الأنبوب الموصل اختياري والإسكان الإبرة نفسها، الأمر الذي سيقلل العائد من عملية electrospinning . هذه التخفيضات في المحصول قد يؤدي إلى ما يصل إلى 20٪ خسارة من المواد، وينصح لزيادة 1.5 أضعاف لاستباق هذه الخسائر، وأيضا تلك الخسائر المرتبطة الاستفادة المثلى من المعلمات electrospinning عند محاولة هذا الإجراء للمرة الأولى.
    1. السيطرة على حجم الألياف من خلال تغيير تركيز البوليمر الكلي، مع الألياف أكبر من المتوقع من الحلول أكثر تركيزا. لتعزيز متواضع لللا مائية، استخدم 10٪ (من مجموع كتلة البوليمر) إشابة فائق الكره للماء. لمسعور للغاية / مواد فائقة الكره، استخدم 30-50٪ إشابة و / أو تقليل تركيز البوليمر الكلي (أي.، والحد من حجم الألياف). العمل اللاحق مع هذه الحلول قد تكون PERFOrmed في اليوم التالي أو في غضون أسبوع واحد بعد ذلك.
    2. لelectrospraying، وإعداد الحلول بتركيزات أقل (أي 2-10٪) في مذيب مناسب مثل الكلوروفورم. مثل electrospinning، تعدل حجم الجسيمات من خلال تغيير تركيز البوليمر.
  2. حل البوليمر دوامة لمزيج دقيق. السماح فقاعات الهواء الكبيرة لتهدأ (5 دقائق).
  3. الحل تحميل في حقنة زجاجية. اعتمادا على حل اللزوجة، قد يكون من الأسهل لإزالة الغطاس وتصب الحل مباشرة إلى الحقنة. قطعة من خامل، أنابيب مرنة قد تساعد على المناورة داخل الإعداد electrospinning. عكس حقنة لتحل محل الهواء من خلال التجمع خرطوم / إبرة.

4. Electrospinning / electrospraying حلول البوليمر

  1. تحميل حقنة على ضخ حقنة، تعيين الحجم الكلي (على سبيل المثال، 4.5 مل)، و سعر (على سبيل المثال، 5 مل / ساعة) الذي الاستغناء هذا الحل.
  2. تغطية لوحة جامع معluminum احباط لتخفيف وإزالة ونقل لاحقة. تأمين احباط مع اخفاء الشريط على طول الحواف الخارجية.
  3. إرفاق عالية الجهد DC (HVDC) سلك العرض لطرف الإبرة. المسافة من هذا غيض الإبرة إلى جامع هو المتغير المهم النظر لأنه 1) يؤثر على المجال الكهربائي عند جهد معين، و2) الآثار تبخر تجفيف المذيبات وما يترتب على ذلك من الألياف خلال تحصيلها.
    1. باعتباره المحاولة الأولى، استخدم مسافة طرف إلى جمع 15 سم. وتشارك الفولتية العالية والقابلة للاشتعال المذيبات في electrospinning / electrospraying: تنبيه. توفير التهوية الكافية لالعادم الخارج، وعدم لمس حقنة / إبرة أو فتح العلبة حتى التأكد التام من توريد HVDC هو خارج.
  4. إذا electrospinning / electrospraying مساحة واسعة من التغطية، وتشغيل الدورية وترجمة جامع البرميل. خلاف ذلك، انتقل إلى الخطوة التالية.
  5. بدء ضخ حقنة.
  6. تشغيل وضبط فولت عاليةمصدر العمر لتحقيق مقبول تايلور المخروط. إذا كان هذا الحل في رأس الإبرة وترهل، وزيادة الجهد. إذا طائرات متعددة تتشكل، والحد من الجهد. وبالإضافة إلى هذه التعديلات، قد يكون من الضروري لضبط المسافة طرف إلى جامع في حالة ظهور ألياف / الجسيمات الرطب أو إذا ضبط الجهد لا يحل كاف قطرات سحب على طرف إبرة.
    ملاحظة: لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها تفصيلا، راجع عملية electrospinning الأمثل شاملة ليتش وزملاء العمل 47. سوف Electrospraying تنطوي عموما ارتفاع الفولتية وتركيزات أقل من حل electrospinning.
  7. إيقاف مصدر الجهد العالي ومن ثم ضخ حقنة وطبل بمحركات (إن وجدت). السماح العلبة electrospinning لمواصلة التهوية لمدة 30 دقيقة.
  8. إزالة تنسجم / الطلاء من المجمع. السماح المذيبات تتبع لتتبخر في غطاء محرك السيارة بين عشية وضحاها. ويمكن تخزين المواد في درجة حرارة الغرفة لمدة أسبوعين على الأقل (PLGA) أو اثنينأشهر (PCL). خطوات 4،5-4،8 يمكن أداؤها في أي أمر.

5. تميز الألياف وحجم الجسيمات التي كتبها Light والمجهر الإلكتروني

  1. المجهر الضوئي
    1. إذا انتاج شبكة electrospun، وقطع وتركيب أجزاء رقيقة منه على شريحة زجاجية.
    2. مراقبة قطرها الألياف، وخصائص عقدة (النقط أو منفصلة)، وشكل الألياف (أي مطرز، شقة، مستقيمة / مائج). الألياف شبكة electrospun المثالية هي موحدة، مستقيمة أو متموجة، وخالية من حبة.
  2. المجهر الإلكتروني (SEM)
    1. قص وتركيب شبكات أو الأسطح المطلية على بذرة الألومنيوم SEM باستخدام موصل الشريط النحاس. ويمكن أيضا الألياف Electrospun والطلاء electrosprayed أن يراعيها SEM عن طريق إيداع مباشرة ألياف / الجسيمات على الشريط مقدما.
    2. معطف تنسجم / الطلاء مع رقيقة (~ 4 نانومتر) طبقة من الاتحاد الافريقي / المشتريات من خلال تفل الطلاء.
    3. بذرة الحمل في غرفة SEM ومراقبة في 2/1 كيلو. A MAGNIFICA 250Xيوفر نشوئها تقييم الطبوغرافية العام للمادة، في حين تكشف تكبير أعلى من الألياف والجسيمات ميزات إضافية مثل أنماط الهرمية للألياف فائقة الكره للغاية والترابط لطلاء الجسيمات.

6. تحديد خصائص غير ترطيب

  1. تقدم وانحسار القياسات زاوية الاتصال المياه باستخدام طريقة تباين حجم
    1. قطع رقيقة (0.5 سم × 5 سم) شرائط من شبكة أو المواد المغلفة (إن أمكن) ومكان على مرحلة من مراحل مقياس الزوايا زاوية الاتصال.
    2. التقاط الشخصي قطرة ماء في حين الاستغناء عليه (من 24 AWG حقنة إبرة) على سطح المادة.
      1. للقيام بذلك، وتبدأ مع تقريبي قطرة 5 ميكرولتر، وإجراء اتصالات مع سطح المادة. الاستمرار في إضافة ببطء الحجم (20-25 ميكرولتر) والتقاط صورة قطرات، والتي تمثل التقدم زاوية الاتصال المياه. يجب أن يكون رأس إبرة صغيرة بالمقارنة مع الحبرية، وTHيجب أن يكون البريد طول شعري أكبر من الحبرية للحد من تشويه شكل الحبرية.
    3. سحب هذا الانخفاض نفسه أثناء التقاط نفس الوقت الشخصي انخفاض له. كرر على مواقع سطح منفصلة من عدة عينات للإبلاغ عن متوسط ​​القيمة عادة 10 قياسات كل من تقدم وانحسار زوايا الاتصال تكفي لوصف هذه المواد.
  2. تحديد التوتر السطحي حاسم من المواد عن طريق تعديل السوائل التحقيق.
    1. إعداد حلول متفاوتة في الإيثانول، بروبيلين غليكول، أو الايثيلين جلايكول المحتوى، وهذه الخلطات ويعرف التوتر السطحي 99-101.
      1. بدلا من ذلك، استخدام المذيبات مع التوترات لسطح سبيل المثال، الماء (72 مليون / م)، الجلسرين (64 مليون / م)، ثنائي ميثيل سلفوكسيد (44 مليون / م)، البنزيل الكحول (39 مليون / م) متفاوتة، 1،4- ديوكسان (33 مليون / م)، 1-الأوكتانول (28 مليون / م)، والأسيتون (25 مليون / م). من المهم أن تستخدم المذيبات التي لن تذوب البوليمرات، وهذه الإرادةنخلط النتائج. بالإضافة إلى ذلك، فمن المهم أن نلاحظ أنه، بالإضافة إلى التوتر السطحي، لهذه السوائل اللزوجة المختلفة، والتي قد تؤثر على قياسات زاوية الاتصال، وهو الحد من هذه التقنية.
      2. قياس زاوية الاتصال من هذه الحلول بحثها على سطح المادة. مؤامرة زاوية الاتصال بوصفها وظيفة من التوتر السطحي.

7. الكشف عن ترطيب الجزء الأكبر من تنسجم 31

  1. مراقبة تسرب المياه إلى تنسجم 3D باستخدام التصوير المقطعي الصغيرة (μCT).
    1. يعد حل 80 ملغ / مل من Ioxaglate (وكيل النقيض من معالجتها باليود) في الماء.
    2. غمر تنسجم في هذه الحلول واحتضان عند 37 ° C؛ قياس دوري عامل تباين (الماء) تسلل μCT (18 ميكرون (3) قرار فوكسل) باستخدام 70 KVP أنبوب الجهد، 114 أمبير الحالية، والتكامل 300 مرة مللي ثانية.
    3. باستخدام برامج معالجة الصور، وقياس intens بكسلإيتي في جميع أنحاء سمك شبكة، حيث بكسل مشرق تمثل تسرب المياه. حدد قيمة عتبة بكسل (~ 1500) التي تمثل أعلى كثافة تسرب المياه.

8. اختبار الخواص الميكانيكية لتنسجم

  1. قطع تنسجم إلى 1 سم × 7 سم ومكان بين قبضة جهاز اختبار الشد. قياس الدقيق العرض والطول، وسمك.
  2. إجراء اختبار المنحدر من التمديد على ثلاث عينات. رسم منحنى الإجهاد والانفعال استخدام هذه البيانات لتحديد معامل المرونة، مقاومة الشد، والاستطالة، في كسر.

النتائج

من خلال سلسلة من التحولات الكيميائية، يتم تصنيعه وظيفية مونومر كربونات 5-benzyloxy-1،3-dioxan-2-واحد كما بيضاء صلبة بلورية (الشكل 1A). 1 H NMR يؤكد هيكل (الشكل 1B) ومطياف الكتلة و تحليل العناصر تأكيد التكوين. هذا الصلبة ثم يتم copolymerized إما D، L -lactide أو ε-caprolac...

Discussion

نهجنا في بناء المواد فائقة الكره من البوليمرات الطبية الحيوية يجمع بين كيمياء البوليمرات الاصطناعية مع تقنيات معالجة البوليمر من electrospinning وelectrospraying. توفر هذه التقنيات إما الألياف أو جزيئات، على التوالي. على وجه التحديد، يتم إعداد polycaprolactone وبولي (lactide- شارك -glycolid...

Disclosures

The authors declare that they have no competing financial interests.

Acknowledgements

Funding was provided in part by BU and the NIH R01CA149561. The authors wish to thank the electrospinning/electrospraying team including Stefan Yohe, Eric Falde, Joseph Hersey, and Julia Wang for their helpful discussions and contributions to the preparation and characterization of superhydrophobic biomaterials.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Silicone oilSigma-Aldrich85409
Cis-2-Phenyl-1,3-dioxan-5-olSigma-Aldrich13468
Benzyl bromideSigma-AldrichB17905Toxic, lacrymator/eye irritant, use in chemical fume hood
Potassium hydroxideSigma-Aldrich221473Corrosive
Rotary evaporatorBuchiR-124
High-vacuum pumpWelch8907
Nitrogen, ultra high purityAirgasNI UHP300Compressed gas
Tetrahydrofuran, stabilized with BHTPharmaco-Aaper346000Flammable. Dried through column of XXX
DichloromethanePharmaco-Aaper313000Flammable, toxic.
Separatory funnel (1 L)Fisher Scientific13-678-606
Sodium sulfateSigma-Aldrich239313
Ethanol, absolutePharmaco-Aaper111USP200Flammable, toxic.
Buchner funnelFisher ScientificFB-966-F
MethanolPharmaco-Aaper339000ACSFlammable, toxic.
Hydrochloric acidSigma-Aldrich320331Corrosive. Diluted to 2N in distilled water.
Ethyl chloroformate, 97%Sigma-Aldrich185892Toxic, flammable, harmful to environment
Triethylamine (anhydrous)Sigma-Aldrich471283Toxic, flammable, harmful to environment
Diethyl etherPharmaco-Aaper373ANHACSHighly flammable. Purified through XXX column.
3,6-Dimethyl-1,4-dioxane-2,5-dione (D,L-lactide)Sigma-Aldrich303143
Tin (II) ethylhexanoateSigma-AldrichS3252Toxic.
ε-caprolactone (97%)Sigma-Aldrich704067
Toluene, anhydrousSigma-Aldrich244511Flammable, toxic.
Glass syringeHamilton Company1700-series
Deuterated chloroformCambridge Isotopes Laboratories, Inc.DLM-29-10Toxic
Nuclear magnetic resonance instrumentVarianV400
Palladium on carbon catalystStrem Chemicals, Inc.46-1707
Hydrogenator unitParr3911
Hydrogenator shaker vesselParr66CA
HydrogenAirgasHY HP300Highly flammable.
Diatomaceous earthSigma-Aldrich22140
2H,2H,3H,3H-perflurononanoic acidOakwood Products, Inc.10519Toxic.
Stearic acidSigma-AldrichS4751
N,N’-dicyclohexylcarbodiimideSigma-AldrichD80002Toxic, irritant.
4-(dimethylamino) pyridineSigma-Aldrich107700Toxic.
HexanesPharmaco-Aaper359000ACSToxic, flammable.
Gel permeation chromatography (GPC) systemRainin
GPC columnWatersWAT044228
Differential scanning calorimeterTA InstrumentsQ100
ChloroformPharmaco-Aaper309000ACSToxic.
N,N-dimethylformamideSigma-Aldrich227056Toxic, flammable.
Polycaprolactone, MW 70-90 kg/molSigma-Aldrich440744
Poly(lactide-co-glycolide), MW 136 kg/molEvonik IndustriesLP-712
10 ml glass syringeHamilton Company81620
18 AWG blunt needleBRICO Medical SuppliesBN1815
Electrospinner enclosure boxCustom-builtN/AMade of acrylic panels
High voltage DC supplyGlassman High Voltage, Inc.PS/EL30R01.5High voltages, electrocution hazard
Linear (translating) stageServo Systems Co.LPS-12-20-0.2Optional
Programmable motor & power supplyIntelligent Motion Systems, Inc.MDrive23 PlusOptional
24V DC motor & power supplyMcMaster-Carr6331K32Optional
Aluminum collector drumCustom-builtOptional
Syringe pumpFisher Scientific78-0100I
Inverted optical microscopeOlympusIX70
Scanning electron microscopeCarl ZeissSupra V55
Conductive copper tape3M16072
Aluminum SEM stubsElectron Microscopy Sciences75200
Contact angle goniometerKrussDSA100
Propylene glycolSigma-AldrichW294004Toxic.
Ethylene glycolSigma-Aldrich324558Toxic.
IoxaglateGuerbet
Fetal bovine serumAmerican Type Culture Collection30-2020
Micro-computed tomography instrumentScanco
Image analysis software (Analyze)Mayo Clinic
Tensile testerInstron5848
MicrometerMultitoyo293-340
CalipersFisher Scientific14-648-17

References

  1. Li, X. M., Reinhoudt, D., Crego-Calama, M. What do we need for a superhydrophobic surface? A review on the recent progress in the preparation of superhydrophobic surfaces. Chem. Soc. Rev. 36, 1350-1368 (2007).
  2. Crick, C. R., Parkin, I. P. Preparation and characterisation of super-hydrophobic surfaces. Chem. - Eur. J. 16, 3568-3588 (2010).
  3. Genzer, J., Efimenko, K. Recent developments in superhydrophobic surfaces and their relevance to marine fouling: a review. Biofouling. 22, 339-360 (2006).
  4. Marmur, A. Super-hydrophobicity fundamentals: implications to biofouling prevention. Biofouling. 22, 107-115 (2006).
  5. Sas, I., Gorga, R. E., Joines, J. A., Thoney, K. A. Literature review on superhydrophobic self-cleaning surfaces produced by electrospinning. J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 50, 824-845 (2012).
  6. Zhang, X., Shi, F., Niu, J., Jiang, Y., Wang, Z. Superhydrophobic surfaces: from structural control to functional application. J. Mat. Chem. 18, 621-633 (2008).
  7. Xue, C. -. H., Li, Y. -. R., Zhang, P., Ma, J. -. Z., Jia, S. -. T. Washable and wear-resistant superhydrophobic surfaces with self-cleaning property by chemical etching of fibers and hydrophobization. ACS Appl. Mater. Interfaces. 6, 10153-10161 (2014).
  8. Ou, J., Perot, B., Rothstein, J. P. Laminar drag reduction in microchannels using ultrahydrophobic surfaces. Phys. Fluids. 16, 4635-4643 (2004).
  9. Ko, T. -. J., et al. Adhesion behavior of mouse liver cancer cells on nanostructured superhydrophobic and superhydrophilic surfaces. Soft Matter. , (2013).
  10. Lourenco, B. N., et al. Wettability influences cell behavior on superhydrophobic surfaces with different topographies. Biointerphases. 7, (2012).
  11. Srinivasan, S., et al. Drag reduction for viscous laminar flow on spray-coated non-wetting surfaces. Soft Matter. 9, 5691-5702 (2013).
  12. Yohe, S. T., Colson, Y. L., Grinstaff, M. W. Superhydrophobic materials for tunable drug release: using displacement of air to control delivery rates. J. Am. Chem. Soc. 134, 2016-2019 (2012).
  13. Yohe, S. T., Herrera, V. L. M., Colson, Y. L., Grinstaff, M. W. 3D superhydrophobic electrospun meshes as reinforcement materials for sustained local drug delivery against colorectal cancer cells. J. Control. Release. 162, 92-101 (2012).
  14. Yohe, S. T., Kopechek, J. A., Porter, T. M., Colson, Y. L., Grinstaff, M. W. Triggered drug release from superhydrophobic meshes using high-intensity focused ultrasound. Adv. Healthcare Mater. 2, 1204-1208 (2013).
  15. Manna, U., Kratochvil, M. J., Lynn, D. M. Superhydrophobic polymer multilayers that promote the extended, long-term release of embedded water-soluble agents. Adv. Mater. 25, 6405-6409 (2013).
  16. Ju, G., Cheng, M., Shi, F. A pH-responsive smart surface for the continuous separation of oil/water/oil ternary mixtures. NPG Asia Mater. 6, e111 (2014).
  17. Lim, H. S., Han, J. T., Kwak, D., Jin, M., Cho, K. Photoreversibly switchable superhydrophobic surface with erasable and rewritable pattern. J. Am. Chem. Soc. 128, 14458-14459 (2006).
  18. Macias-Montero, M., Borras, A., Alvarez, R., Gonzalez-Elipe, A. R. Following the wetting of one-dimensional photoactive surfaces. Langmuir. 28, 15047-15055 (2012).
  19. Sun, T., et al. Reversible switching between superhydrophilicity and superhydrophobicity. Angew. Chem. Int. Ed. 43, 357-360 (2004).
  20. Verplanck, N., Coffinier, Y., Thomy, V., Boukherroub, R. Wettability switching techniques on superhydrophobic surfaces. Nanoscale Res. Lett. 2, 577-596 (2007).
  21. Deng, D., et al. Hydrophobic meshes for oil spill recovery devices. ACS Appl. Mater. Interfaces. 5, 774-781 (2013).
  22. Ebrahimi, A., et al. Nanotextured superhydrophobic electrodes enable detection of attomolar-scale DNA concentration within a droplet by non-faradaic impedance spectroscopy. Lab Chip. 13, 4248-4256 (2013).
  23. Guix, M., et al. Superhydrophobic alkanethiol-coated microsubmarines for effective removal of oil. ACS Nano. 6, 4445-4451 (2012).
  24. Korhonen, J. T., Kettunen, M., Ras, R. H. A., Ikkala, O. Hydrophobic nanocellulose aerogels as floating, sustainable, reusable, and recyclable oil absorbents. ACS Appl. Mater. Interfaces. 3, 1813-1816 (2011).
  25. Wu, Y., Hang, T., Komadina, J., Ling, H., Li, M. High-adhesive superhydrophobic 3D nanostructured silver films applied as sensitive, long-lived, reproducible and recyclable SERS substrates. Nanoscale. 6, 9720-9726 (2014).
  26. Norton, F. J. Waterproofing treatment of materials. US Patent. , (1945).
  27. Kaplan, J. A., et al. Imparting superhydrophobicity to biodegradable poly(lactide-co-glycolide) electrospun meshes. Biomacromolecules. 15, 2548-2554 (2014).
  28. Ray, W. C., Grinstaff, M. W. Polycarbonate and poly(carbonate−ester)s synthesized from biocompatible building blocks of glycerol and lactic acid. Macromolecules. 36, 3557-3562 (2003).
  29. Wolinsky, J. B., Ray, W. C., Colson, Y. L., Grinstaff, M. W. Poly(carbonate ester)s based on units of 6-hydroxyhexanoic acid and glycerol. Macromolecules. 40, 7065-7068 (2007).
  30. Wolinsky, J. B., Yohe, S. T., Colson, Y. L., Grinstaff, M. W. Functionalized hydrophobic poly(glycerol-co-ε-caprolactone) depots for controlled drug release. Biomacromolecules. 13, (2012).
  31. Yohe, S. T., Freedman, J. D., Falde, E. J., Colson, Y. L., Grinstaff, M. W. A mechanistic study of wetting superhydrophobic porous 3D meshes. Adv. Funct. Mater. 23, 3628-3637 (2013).
  32. Yohe, S. T., Grinstaff, M. W. A facile approach to robust superhydrophobic 3D coatings via connective-particle formation using the electrospraying process. Chem. Commun. 49, 804-806 (2013).
  33. Tian, H. Y., Tang, Z. H., Zhuang, X. L., Chen, X. S., Jing, X. B. Biodegradable synthetic polymers: Preparation, functionalization and biomedical application. Prog. Polym. Sci. 37, 237-280 (2012).
  34. Emil, S. E., Albert, P. R. Surgical sutures. US Patent. , (1967).
  35. Greenberg, J. A., Clark, R. M. Advances in suture material for obstetric and gynecologic surgery. Rev. Obstet. Gynecol. 2, 146-158 (2009).
  36. Weldon, C. B., et al. Electrospun drug-eluting sutures for local anesthesia. J. Control. Release. 161, 903-909 (2012).
  37. Wright, J., Hoffman, A., Wright, J. C., Burgess, D. J. Chapter 2. Long Acting Injections and Implants. Advances in Delivery Science and Technology. , 11-24 (2012).
  38. Wischke, C., Schwendeman, S. P. Principles of encapsulating hydrophobic drugs in PLA/PLGA microparticles. Int. J. Pharm. 364, 298-327 (2008).
  39. Xie, J. W., Tan, R. S., Wang, C. H. Biodegradable microparticles and fiber fabrics for sustained delivery of cisplatin to treat C6 glioma in vitro. J. Biomed. Mater. Res., Part A. 85A, 897-908 (2008).
  40. Danhier, F., et al. PLGA-based nanoparticles: An overview of biomedical applications. J. Control. Release. 161, 505-522 (2012).
  41. Korin, N., et al. Shear-activated nanotherapeutics for drug targeting to obstructed blood vessels. Science. 337, 738-742 (2012).
  42. Lee, J. S., et al. Evaluation of in vitro and in vivo antitumor activity of BCNU-Ioaded PLGA wafer against 9L gliosarcoma. Eur. J. Pharm. Biopharm. 59, 169-175 (2005).
  43. Liu, H., Wang, S. D., Qi, N. Controllable structure, properties, and degradation of the electrospun PLGA/PLA-blended nanofibrous scaffolds. J. Appl. Polym. Sci. 125, E468-E476 (2012).
  44. Ong, B. Y. S., et al. Paclitaxel delivery from PLGA foams for controlled release in post-surgical chemotherapy against glioblastoma multiforme. Biomaterials. 30, 3189-3196 (2009).
  45. Paun, I. A., Moldovan, A., Luculescu, C. R., Staicu, A., Dinescu, M. M. A. P. L. E. deposition of PLGA:PEG films for controlled drug delivery: Influence of PEG molecular weight. Appl. Surf. Sci. 258, 9302-9308 (2012).
  46. Reneker, D. H., Yarin, A. L., Zussman, E., Xu, H., Aref, H., Van der Giessen, E. Electrospinning of nanofibers from polymer solutions and melts. Advances in Applied Mechanics. 41, 43-195 (2007).
  47. Leach, M. K., Feng, Z. -. Q., Tuck, S. J., Corey, J. M. Electrospinning fundamentals: optimizing solution and apparatus parameters. J. Vis. Exp. (2494), (2011).
  48. Oh, J. H., Park, K. M., Lee, J. S., Moon, H. T., Park, K. D. Electrospun microfibrous PLGA meshes coated with in situ cross-linkable gelatin hydrogels for tissue regeneration. Curr. Appl. Phys. 12, S144-S149 (2012).
  49. Kim, T. G., Park, T. G. Biomimicking extracellular matrix: cell adhesive RGD peptide modified electrospun poly(D,L-lactic-co-glycolic acid) nanofiber mesh. Tissue Eng. 12, 221-233 (2006).
  50. Stitzel, J., et al. Controlled fabrication of a biological vascular substitute. Biomaterials. 27, 1088-1094 (2006).
  51. Liang, D., et al. In vitro non-viral gene delivery with nanofibrous scaffolds. Nucleic Acids Res. 33, e170 (2005).
  52. You, Y., Min, B. -. M., Lee, S. J., Lee, T. S., Park, W. H. In vitro degradation behavior of electrospun polyglycolide, polylactide, and poly(lactide-co-glycolide). J. Appl. Polym. Sci. 95, 193-200 (2005).
  53. Boland, E. D., Wnek, G. E., Simpson, D. G., Pawlowski, K. J., Bowlin, G. L. Tailoring tissue engineering scaffolds using electrostatic processing techniques: a study of poly(glycolic acid) electrospinning. J. Macromol. Sci., Part A: Pure Appl. Chem. 38, 1231-1243 (2001).
  54. Inoguchi, H., Tanaka, T., Maehara, Y., Matsuda, T. The effect of gradually graded shear stress on the morphological integrity of a huvec-seeded compliant small-diameter vascular graft. Biomaterials. 28, 486-495 (2007).
  55. Xu, C. Y., Inai, R., Kotaki, M., Ramakrishna, S. Aligned biodegradable nanofibrous structure: a potential scaffold for blood vessel engineering. Biomaterials. 25, 877-886 (2004).
  56. Mun, C. H., et al. Three-dimensional electrospun poly(lactide-co-varepsilon-caprolactone) for small-diameter vascular grafts. Tissue Eng. Part A. 18, 1608-1616 (2012).
  57. Inai, R., Kotaki, M., Ramakrishna, S. Deformation behavior of electrospun poly(L-lactide-co-ε-caprolactone) nonwoven membranes under uniaxial tensile loading. J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 43, 3205-3212 (2005).
  58. Cao, H., McHugh, K., Chew, S. Y., Anderson, J. M. The topographical effect of electrospun nanofibrous scaffolds on the in vivo and in vitro foreign body reaction. J. Biomed.Mater.Res.,PartA.. 93A, 1151-1159 (2010).
  59. Pham, Q. P., Sharma, U., Mikos, A. G. Electrospun poly(epsilon-caprolactone) microfiber and multilayer nanofiber/microfiber scaffolds: characterization of scaffolds and measurement of cellular infiltration. Biomacromolecules. 7, 2796-2805 (2006).
  60. Jiang, H., Zhao, P., Zhu, K. Fabrication and characterization of zein-based nanofibrous scaffolds by an electrospinning method. Macromol. Biosci. 7, 517-525 (2007).
  61. Zhang, Y. Z., Venugopal, J., Huang, Z. M., Lim, C. T., Ramakrishna, S. Characterization of the surface biocompatibility of the electrospun PCL-collagen nanofibers using fibroblasts. Biomacromolecules. 6, 2583-2589 (2005).
  62. Jiang, H., Hu, Y., Zhao, P., Li, Y., Zhu, K. Modulation of protein release from biodegradable core-shell structured fibers prepared by coaxial electrospinning. J. Biomed. Mater. Res., Part B: Appl. Biomat. 79, 50-57 (2006).
  63. Jiang, H., et al. A facile technique to prepare biodegradable coaxial electrospun nanofibers for controlled release of bioactive agents. J. Control. Release. 108, 237-243 (2005).
  64. Zhang, Y. Z., et al. Coaxial electrospinning of (fluorescein isothiocyanate-conjugated bovine serum albumin)-encapsulated poly(epsilon-caprolactone) nanofibers for sustained release. Biomacromolecules. 7, 1049-1057 (2006).
  65. Schnell, E., et al. Guidance of glial cell migration and axonal growth on electrospun nanofibers of poly-epsilon-caprolactone and a collagen/poly-epsilon-caprolactone blend. Biomaterials. 28, 3012-3025 (2007).
  66. Ma, Z., He, W., Yong, T., Ramakrishna, S. Grafting of gelatin on electrospun poly(caprolactone) nanofibers to improve endothelial cell spreading and proliferation and to control cell Orientation. Tissue Eng. 11, 1149-1158 (2005).
  67. Peesan, M., Rujiravanit, R., Supaphol, P. Electrospinning of hexanoyl chitosan/polylactide blends. J. Biomater. Sci., Polym. Ed. 17, 547-565 (2006).
  68. Jia, Y. -. T., et al. Fabrication and characterization of poly (vinyl alcohol)/chitosan blend nanofibers produced by electrospinning method. Carbohydr. Polym. 67, 403-409 (2007).
  69. Kenawy, E. -. R., Abdel-Hay, F. I., El-Newehy, M. H., Wnek, G. E. Controlled release of ketoprofen from electrospun poly(vinyl alcohol) nanofibers. Mater. Sci. Eng., A. 459, 390-396 (2007).
  70. Zhang, C., Yuan, X., Wu, L., Han, Y., Sheng, J. Study on morphology of electrospun poly(vinyl alcohol) mats. Eur. Polym. J. 41, 423-432 (2005).
  71. Hong, K. H. Preparation and properties of electrospun poly(vinyl alcohol)/silver fiber web as wound dressings. Polym. Eng. Sci. 47, 43-49 (2007).
  72. Bhattarai, S. R., et al. Novel biodegradable electrospun membrane: scaffold for tissue engineering. Biomaterials. 25, 2595-2602 (2004).
  73. Grafahrend, D., et al. Biofunctionalized poly(ethylene glycol)-block-poly(ε-caprolactone) nanofibers for tissue engineering. J. Mater. Sci.: Mater. Med. 19, 1479-1484 (2008).
  74. Riboldi, S. A., Sampaolesi, M., Neuenschwander, P., Cossu, G., Mantero, S. Electrospun degradable polyesterurethane membranes: potential scaffolds for skeletal muscle tissue engineering. Biomaterials. 26, 4606-4615 (2005).
  75. Gugerell, A., et al. Electrospun poly(ester-urethane)- and poly(ester-urethane-urea) fleeces as promising tissue engineering scaffolds for adipose-derived stem cells. PLoS ONE. 9, e90676 (2014).
  76. Nair, P. A., Ramesh, P. Electrospun biodegradable calcium containing poly(ester-urethane)urea: synthesis, fabrication, in vitro degradation, and biocompatibility evaluation. J. Biomed. Mater. Res., Part A. 101, 1876-1887 (2013).
  77. Caracciolo, P., Thomas, V., Vohra, Y., Buffa, F., Abraham, G. Electrospinning of novel biodegradable poly(ester urethane)s and poly(ester urethane urea)s for soft tissue-engineering applications. J. Mater. Sci.: Mater. Med. 20, 2129-2137 (2009).
  78. Hong, Y., et al. A small diameter, fibrous vascular conduit generated from a poly(ester urethane)urea and phospholipid polymer blend. Biomaterials. 30, 2457-2467 (2009).
  79. Pego, A. P., et al. Preparation of degradable porous structures based on 1,3-trimethylene carbonate and D,L-lactide (co)polymers for heart tissue engineering. Tissue Eng. 9, 981-994 (2003).
  80. Niu, H., Wang, H., Zhou, H., Lin, T. Ultrafine PDMS fibers: preparation from in situ curing-electrospinning and mechanical characterization. RSC Adv. 4, 11782-11787 (2014).
  81. Kim, Y. B., Cho, D., Park, W. H. Electrospinning of poly(dimethyl siloxane) by sol–gel method. J. Appl. Polym. Sci. 114, 3870-3874 (2009).
  82. Kenawy, E. -. R., et al. Release of tetracycline hydrochloride from electrospun poly(ethylene-co-vinylacetate), poly(lactic acid), and a blend. J. Control. Release. 81, 57-64 (2002).
  83. Uykun, N., et al. Electrospun antibacterial nanofibrous polyvinylpyrrolidone/cetyltrimethylammonium bromide membranes for biomedical applications. J. Bioact. Compat. Polym. 29, 382-397 (2014).
  84. Panthi, G., et al. Preparation and characterization of nylon-6/gelatin composite nanofibers via electrospinning for biomedical applications. Fibers Polym. 14, 718-723 (2013).
  85. Pant, H. R., et al. Chitin butyrate coated electrospun nylon-6 fibers for biomedical applications. Appl. Surf. Sci., Part B. 285, 538-544 (2013).
  86. Pant, H. R., Kim, C. S. Electrospun gelatin/nylon-6 composite nanofibers for biomedical applications. Polym. Int. 62, 1008-1013 (2013).
  87. Correia, D. M., et al. Influence of electrospinning parameters on poly(hydroxybutyrate) electrospun membranes fiber size and distribution. Polym. Eng. Sci. 54, 1608-1617 (2014).
  88. Tong, H. -. W., Wang, M. Electrospinning of poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) fibrous tissue engineering scaffolds in two different electric fields. Polym. Eng. Sci. 51, 1325-1338 (2011).
  89. Carampin, P., et al. Electrospun polyphosphazene nanofibers for in vitro rat endothelial cells proliferation. J. Biomed. Mater. Res., Part A. 80, 661-668 (2007).
  90. Lin, Y. -. J., et al. Effect of solvent on surface wettability of electrospun polyphosphazene nanofibers. J. Appl. Polym. Sci. 115, 3393-3400 (2010).
  91. Zhang, J., et al. Engineering of vascular grafts with genetically modified bone marrow mesenchymal stem cells on poly (propylene carbonate) graft. Artif. Organs. 30, 898-905 (2006).
  92. Nagiah, N., Sivagnanam, U. T., Mohan, R., Srinivasan, N. T., Sehgal, P. K. Development and characterization of electropsun poly(propylene carbonate) ultrathin fibers as tissue engineering scaffolds. Adv. Eng. Mater. 14, B138-B148 (2012).
  93. Welle, A., et al. Electrospun aliphatic polycarbonates as tailored tissue scaffold materials. Biomaterials. 28, 2211-2219 (2007).
  94. Khanam, N., Mikoryak, C., Draper, R. K., Balkus, K. J. Electrospun linear polyethyleneimine scaffolds for cell growth. Acta Biomater. 3, 1050-1059 (2007).
  95. Xu, X., Zhang, J. -. F., Fan, Y. Fabrication of cross-linked polyethyleneimine microfibers by reactive electrospinning with in situ photo-cross-linking by UV radiation. Biomacromolecules. 11, 2283-2289 (2010).
  96. Wang, S., et al. Fabrication and morphology control of electrospun poly(Γ-glutamic acid) nanofibers for biomedical applications. Colloids Surf. B. 89, 254-264 (2012).
  97. Sakai, S., Yamada, Y., Yamaguchi, T., Kawakami, K. Prospective use of electrospun ultra-fine silicate fibers for bone tissue engineering. Biotechnol. J. 1, 958-962 (2006).
  98. Yamaguchi, T., Sakai, S., Kawakami, K. Application of silicate electrospun nanofibers for cell culture. J. Sol-Gel Sci. Technol. 48, 350-355 (2008).
  99. Vazquez, G., Alvarez, E., Navaza, J. M. Surface-tension of alcohol plus water from 20-degrees C to 50-degrees. C. J. Chem. Eng. Data. 40, 611-614 (1995).
  100. Hoke, B. C., Patton, E. F. Surface tensions of propylene glycol water. J. Chem. Eng. Data. 37, 331-333 (1992).
  101. Azizian, S., Hemmati, M. Surface tension of binary mixtures of ethanol + ethylene glycol from 20 to 50. C. J. Chem. Eng. Data. 48, 662-663 (2003).
  102. Nayak, B. K., Caffrey, P. O., Speck, C. R., Gupta, M. C. Superhydrophobic surfaces by replication of micro/nano-structures fabricated by ultrafast-laser-microtexturing. Appl. Surf. Sci. 266, 27-32 (2013).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

102 Electrospinning electrospraying polycaprolactone lactide glycolide nanofiber

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved