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電紡奈米孔洞之醋酸纖維素微管陣列薄膜應用於內毒素移除
Other Title
Fabrication of electrospun cellulose acetate (CA) Microtube Array Membrane (MTAM) for endotoxin removal
Type
thesis
Date Issued
2017-06-30
Author(s)
陳威澔
Advisor
陳建中
吳麥斯
Subjects
系所名稱：生醫材料暨組織工程研究所
Description
學位別：碩士
語文別：中文
指導教授：陳建中
共同指導教授：吳麥斯
口試委員：林尚明;楊正昌;楊銘乾
中文關鍵字：高順向微管陣列膜;靜電紡絲;醋酸纖維素;多黏菌素B;內毒素吸附移除
英文關鍵字：Microtube Array Membrane (MTAM);electrospinning;cellulose acetate membrane;polymyxin B;endotoxin removal
語文別：中文
指導教授：陳建中
共同指導教授：吳麥斯
口試委員：林尚明;楊正昌;楊銘乾
中文關鍵字：高順向微管陣列膜;靜電紡絲;醋酸纖維素;多黏菌素B;內毒素吸附移除
英文關鍵字：Microtube Array Membrane (MTAM);electrospinning;cellulose acetate membrane;polymyxin B;endotoxin removal
Abstract
敗血症是因革蘭氏陰性細菌死亡後釋放出的內毒素造成全身性發炎反應症候群，目前移除內毒素的方式是利用離子交換層析及親和層析，但在移除內毒素時，同時會造成蛋白質的損失。因此本研究以靜電紡絲製備醋酸纖維素微管陣列膜為基材，經過低溫電漿誘導及UV光表面接枝進行改質，使Polymyxin B接枝於CA MTAMs ( Cellulose acetate Microtube Array Membranes ) 表面，作為內毒素吸附基材，能製造出相較臨床上體積小之內毒素吸附器，並且具有高效率的移除效果。
結果顯示，從SEM ( Scanning Electron Microscopy ) 微觀結構圖發現CA MTAMs ( CA/20 PVP 2500、CA/20 PVP 40000及CA/20 PVP 360000 ) 尺寸大小分別約為61.18 ± 6.80 µm × 37.91 ± 5.75 µm、59.31 ± 6.76 µm × 40.50 ± 4.69 µm及71.79 ± 5.93 µm × 44.10 ± 8.57 µm。管壁厚度分別為2.53 ± 0.36 µm、3.56 ± 0.54 µm及5.48 ± 0.89 µm。CA/20 PVP 2500的最大強度為6.95 ± 0.23 MPa、CA/20 PVP 40000的最大強度為5.58 ± 0.49 MPa及CA/20 PVP 36000的最大強度為5.54 ± 0.63 MPa。其楊氏係數分別為0.53 ± 0.03 MPa、0.48 ± 0.07 MPa及0.17 ± 0.01 MPa。CA/20 PVP 2500、40000以及360000的接觸角測試分別約為78.5 ± 3.0 °、77.5 ± 5.8°及73.7 ± 1.3 °。另外，從雙液法奈米級孔徑分析儀得知CA/20 PVP 360000之平均孔徑及孔洞數目為0.190 µm及2712個/cm2。CA/20 PVP 360000壓力在14.7 psi下其流速及流量分別約為4.39 mL/min及39.2 L/hr/m2。透過細胞毒性測試觀察1、3及5天，細胞天數隨著天數增加而增加，證明CA MTAMs及Polymyxin B皆無毒性。
透過低溫電漿及UV光表面接枝不同濃度 ( 0.25 mg/mL、0.5 mg/mL、0.75 mg/mL、1.0 mg/mL及5.0 mg/mL ) 之Polymyxin B於CA MTAMs，其最大接枝率為8.9 ± 0.2 %，並透過接觸角測試證明Polymyxin B接枝於CA MTAMs表面，其角度從77.5 ± 5.8 °降至17.3 ± 2.6 °。在內毒素靜態吸附結果發現，不同時間 ( 15、30、60及120分鐘 ) 的內毒素吸附濃度分別為49.8 ± 17.7 EU/mL、75.4 ± 8.9 EU/mL、90.8 ± 4.4 EU/mL和94.9 ± 2.2 EU/mL。從血漿之循環吸附結果發現，不同時間 ( 15、、30、60及120分鐘 ) 的內毒素吸附濃度分別為74.4 ± 8.7 EU/mL、87.2 ± 4.4 EU/mL、93.6 ± 2.2 EU/mL和94.9 ± 2.2 EU/mL。由上述結果可證實，CA MTAMs具有潛力應用於內毒素的吸附移除。
結果顯示，從SEM ( Scanning Electron Microscopy ) 微觀結構圖發現CA MTAMs ( CA/20 PVP 2500、CA/20 PVP 40000及CA/20 PVP 360000 ) 尺寸大小分別約為61.18 ± 6.80 µm × 37.91 ± 5.75 µm、59.31 ± 6.76 µm × 40.50 ± 4.69 µm及71.79 ± 5.93 µm × 44.10 ± 8.57 µm。管壁厚度分別為2.53 ± 0.36 µm、3.56 ± 0.54 µm及5.48 ± 0.89 µm。CA/20 PVP 2500的最大強度為6.95 ± 0.23 MPa、CA/20 PVP 40000的最大強度為5.58 ± 0.49 MPa及CA/20 PVP 36000的最大強度為5.54 ± 0.63 MPa。其楊氏係數分別為0.53 ± 0.03 MPa、0.48 ± 0.07 MPa及0.17 ± 0.01 MPa。CA/20 PVP 2500、40000以及360000的接觸角測試分別約為78.5 ± 3.0 °、77.5 ± 5.8°及73.7 ± 1.3 °。另外，從雙液法奈米級孔徑分析儀得知CA/20 PVP 360000之平均孔徑及孔洞數目為0.190 µm及2712個/cm2。CA/20 PVP 360000壓力在14.7 psi下其流速及流量分別約為4.39 mL/min及39.2 L/hr/m2。透過細胞毒性測試觀察1、3及5天，細胞天數隨著天數增加而增加，證明CA MTAMs及Polymyxin B皆無毒性。
透過低溫電漿及UV光表面接枝不同濃度 ( 0.25 mg/mL、0.5 mg/mL、0.75 mg/mL、1.0 mg/mL及5.0 mg/mL ) 之Polymyxin B於CA MTAMs，其最大接枝率為8.9 ± 0.2 %，並透過接觸角測試證明Polymyxin B接枝於CA MTAMs表面，其角度從77.5 ± 5.8 °降至17.3 ± 2.6 °。在內毒素靜態吸附結果發現，不同時間 ( 15、30、60及120分鐘 ) 的內毒素吸附濃度分別為49.8 ± 17.7 EU/mL、75.4 ± 8.9 EU/mL、90.8 ± 4.4 EU/mL和94.9 ± 2.2 EU/mL。從血漿之循環吸附結果發現，不同時間 ( 15、、30、60及120分鐘 ) 的內毒素吸附濃度分別為74.4 ± 8.7 EU/mL、87.2 ± 4.4 EU/mL、93.6 ± 2.2 EU/mL和94.9 ± 2.2 EU/mL。由上述結果可證實，CA MTAMs具有潛力應用於內毒素的吸附移除。