合成聚合物一般有两种类型:乙烯型聚合物和缩聚物。 乙烯型聚合物由含碳碳双键的单体聚合而成。含这种结构的*简单的单体是乙烯,即CH。一CH。。聚合指双键打开然后与另一个单体结合。虽然可能出现一些例外,但一般得到的聚合物都具有线型结构。一个特例是不饱和聚酯,它的形成是由缩合引发的。通过聚合碳碳双键得到高度交联聚合物的方法形成*终结构。不过,乙烯型聚合物的常规线型结构使它有利于形成纤维无尘布和薄膜,其中重要的聚合物有聚乙烯、氯乙烯聚合物和共聚物以及聚苯乙烯等。 无定形聚苯乙烯由于其刚性、低成本、优良的绝缘性成为*有用的塑料之一。聚苯乙烯的典型应用一般在容器、家用器皿和家具等方面,而静电纺聚苯乙烯纤维无尘布在过滤膜和防护服上也表现出很好的应用潜力。纤维无尘纸形态下,聚苯乙烯有一定的柔性,静电纺聚苯乙烯有一些有趣的变形形态,如聚合物表面的珠子和孑L[casper et a1.(2004)]。 对于缩聚物来说,单体至少有两个官能团,如羟基、氨基或羧基,而不是碳碳双键基团。在缩合反应中,N+NIqN单体反应生成聚合物,N~/I--+/I,分子,如水分子,反应速度很慢,相对分子质量增长是逐步的。 然而,不是所有缩聚物都会释放小分子。在这种情况下,活性氢被从一个分子转移到下一个分子,典型的例子是二元醇和二异氰酸酯单体聚合形成聚氨酯。 在静电纺中,亚微米尺寸的纤维无尘布类似于天然细胞外基质。所以毫不奇怪,人们对静电纺纤维在生物工程领域的应用有很大的兴趣。用于组织再生支架的合成聚合物中,生物可降解脂肪族聚酯是使用*多的。这些可降解聚酯由三种单体衍生而来,即丙交酯、乙二醇和己内酯。聚合物降解的原因是聚合物内酯键的水解[Griffith(2000)~,比如聚一L型乳酸可以降解成乳酸,乳酸是人体碳水化合物新陈代谢的常见中间产物。 、聚氨酯是在生物医学领域,特别是在血液材料方面有广泛应用的一种聚合物。这是由于其表面具有抗血栓能力和易加工成不同的形态。当前的应用包括导尿管、血袋和人工心脏系统。静电纺聚氨酯纤维在伤口敷料领域已显示广阔的应用前景。传统形式的聚氨酯伤口敷料在应用数天后会出现显著的液体积聚问题,而用静电纺纳米聚氨酯膜可以促进液体排出。这主要取决于纳米纤维膜的高孔隙率。另外,纳米纤维膜的这种性质也使其具有优越的氧渗透一[~[Khilet.et a1.(2003)]。 生物医学工程是静电纺纤维无尘纸*有应用前景的领域之一。对于生物医学领域的应用来说,使用的材料必须具有生物相容性,因此,与合成聚合物相比,天然聚合物具有明显的优势。由于大多数天然聚合物可以被天然存在的酶降解,因此当需要临时的移植物或**缓释时,天然聚合物就适逢其用。此外,还可以用化学交联或其他化学修饰的方法控制聚合物的降解速率,从而使植入物在设计上有更大的适用性[Atala and Lanza(2002)]。目前,大多数静电纺聚合物是蛋白质和多糖类高分子。 可进行静电纺的蛋白质包括胶原蛋白[Matthews et a1.(2002)]、明胶EHuang et a1.(2004)]、纤维蛋白原[wnek et a1.(2003)]和蚕丝[Jin et a1.(2002),Ohgo et al·(2003)J。胶原蛋白是应用*广的天然聚合物之一,它一般可以在提供机械支持的结缔组织中发现。目前至少发现了10种以上的胶原蛋白,而且它们在特定组织中处于主要地位。 所有的胶原蛋白都具有*基本的三螺旋结构。由于胶原蛋白在天然状态下以纤维的形式存在,故静电纺胶原蛋白纤维可以模仿人体内的细胞外基质。体外实验研究表明,细胞可以对静电纺胶原纤维无尘布组织支架作出积极的响应。通常,胶原蛋白纤维无尘纸特别是在交联后会相对强韧和稳定。到目前为止,只有工型、Ⅱ型、Ⅲ型胶原[Matthews et a1.(2002)]及它们的共混物rFertala et a1.(2001)]被成功地进行静电纺丝。胶原蛋白的高成本也限制了通过静电纺制备厚纤维膜。明胶作为胶原蛋白一种便宜的替代品,同样可以用于静电纺丝LHuang。‘a1(20(j4)]。纤维蛋白原是另一种被静电纺丝用于组织工程研究的蛋白。因为纤维蛋白原在凝血和伤口**方面扮演着关键角色,目前已有人对静电纺纤维蛋白原在伤口敷料上的应用进行了探索[wneket a1.(2003)]。