第四章 討論
4.2.1. 水接觸角分與減弱性全反射式紅外線光譜分析
HB20PCL80 和 LL20PCL80 薄膜的水接觸角較高，顯示表面較為疏水。浸泡 於二次去離子水中接觸角隨時間變化不大或略升，這可由較高的吸水率解釋：水
EB20PCL80 與 PCL100 薄膜浸泡於 PBS(圖 3-5.)，PCL100 薄膜初期水接觸 角變化不大，6 小時後才有明顯下降，但 12 小時後到 24 小時則再度趨於穩定。
EB20PCL80 則在 1 至 3 小時水接觸角下降，之後不變或略升直到 12 小時後再度 下降。整體來看 PCL100 水接觸角值均較 EB20PCL80 大，下降的程度也較小。
這可能是因為 EB20PCL80 結構中具有較多酯基，比較容易受到 PBS 溶液影響 [72]。
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EB20PCL80 和 PCL100 浸泡於培養液後(圖 3-6.)，兩者水接觸角均隨時間而 下降，但 PCL100 水接觸角下降幅度明顯較大，故在 12 小時 PCL100 的水接觸 角已低於 EB20PCL80，不過 12 小時後 PCL100 的水接觸就不再變化。如前面所 描述培養液中的鈣離子(Ca2+)會和 PCL100 結構中硬鏈段的羧酸根(COO-)結合故
12 小時後接觸角不再變化，而部分以 EB 取代後軟鏈段移動較慢，故 EB20PCL80 薄膜的水接觸角下降程度較小。
4.2.2. 吸水率
PCL100/Ag 薄膜的吸水率比 PCL100 略低，應跟前者軟鏈段不易移動，水進 入薄膜較易受阻有關。HB20PCL80 和 LL20PCL80 雖然表面較為疏水，但吸水率 卻較高，這可能與成膜後的緻密度有關。尤其 LL20PCL80 的吸水率特別高，這 或許也影響到浸泡與乾燥前後材料的巨觀結構，進而造成表面水接觸角反而上 升。
4.3. 以 DMAc 溶解後重新製備之水性生物可降解聚胺酯薄膜 4.3.1. 水接觸角與減弱性全反射式紅外線光譜分析
以 DMAc 溶解重新製備之 PCL100/DMAc 薄膜，水接觸角下降表示表面較 為親水，這可能是因為 DMAc 為極性溶劑因此溶解過程會讓親水性基團趨向表 面，因此成膜後表面親水的硬鏈段比例增加，由表面硬鏈段比例分析(圖 3-16.)
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可證明此點。浸泡於二次去離子水中，PCL100/DMAc 的水接觸角變化不大，可 能是以 DMAc 溶解時結構的微相分離改變，導致之後軟硬鏈段移動較為不易所 致，圖 3-16.也可看出 3 至 12 小時 PCL100 薄膜表面硬鏈段增加幅度較大。
4.4. 殼聚醣與包覆銀奈米粒子後製成之薄膜 4.4.1. 水接觸角分析分析
文獻指出殼聚醣結構中的胺基(amino group)與羥基(hydroxyl group)有和金 屬奈米粒子結合使其穩定的作用，且在加入金屬奈米粒子後會增加分子間氫鍵產 生、促進結晶並讓殼聚醣薄膜的水接觸角下降[12, 73]。然而本研究中發現加入 銀奈米粒子後殼聚醣薄膜水接觸角反而增大了，這可能與加入銀奈米粒子量較 多，成膜時表面具有較多的銀奈米粒子有關。選擇讓殼聚醣薄膜中含有 125 ppm 的銀奈米粒子是根據之前研究指出，在 120 ppm 左右的濃度材料最有利於人類纖 維母細胞(human fibroblast)繁殖生長，且還具有最高的抗菌性[12]。
CS 和 CS/Ag 薄膜浸泡於二次去離子水中(圖 3-8.)一段時間(3 小時)，表面銀 奈米粒子減少，胺基和銀奈米粒子結合的效應便顯現出來，因此 CS/Ag 薄膜比 起 CS 薄膜表面接觸角明顯較小即較為親水，而殼聚醣的表面重排十分迅速，因 此 3 小時之後兩種薄膜的水接觸角就不再變化。
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觀察 CS 和 CS/Ag 浸泡於 PBS 中水接觸角隨時間變化(圖 3-9.)，可發現一開 始 CS/Ag 薄膜的水接觸角下降較快，這可能是因為 PBS 溶液中的氯離子帶出銀 奈米粒子加快親疏水部位重排，而 3 小時之後表面重排幾乎完成，於是水接觸角 就趨於穩定。
CS 和 CS/Ag 薄膜浸泡於培養液中(圖 3-10.)，培養液中的鈣離子會和殼聚醣 螯合形成錯合物(CS-NH2-Ca2+)[8]，於是表面重排便會受阻而較慢，因此 CS 薄膜
1 至 6 小時水接觸角變化趨緩。然而 CS/Ag 中的銀奈米粒子會讓鈣離子無法順利 和殼聚醣結構結合，因此初期 CS/Ag 水接觸角下降快速，之後 Ag+離子因為氯離 子而釋出後鈣離子的效應才變得明顯，於是水接觸角不再改變。然而 CS 薄膜在 長時間(12 及 24 小時)後水接觸角下降又變得明顯，顯示表面重排仍會持續進行。
38 者吸水率較高、結晶度發生改變有關。EB20PCL80 相較 PCL100 表面較為親水，
但除了在 PBS 中以外水接觸角變化較後者小，這跟其軟鏈段化學結構有關。而
39
40
由上述結果可推知本研究中各種薄膜的潛在生醫用途：PCL100/Ag 薄膜在
PBS 溶液中釋出 Ag+離子故具有抗菌的功能。而相較於 PCL100 薄膜，PCL100/Ag 薄膜在培養液中水接觸角在 6 小時候趨於穩定且在 60-70°間，故較利於細胞培 養。HB20PCL80 以及 LL20PCL80 薄膜在水溶液中皆維持高水接觸角，疏水的表 面蛋白質容易吸附，且水接觸角數值為 70°多，蛋白質貼附後移動並不會太過困
41 加，所以可能變的較不易水解。而 HB20PCL80 和 LL20PCL80 的吸水率明顯較 高，因此材料內部較易和水溶液接觸而水解。EB20PCL80 表面較為親水，且軟 鏈段移動的也慢故和 PCL100 比起來也較容易和水溶液接觸而水解。殼聚醣則具 有反應性的官能基，和銀奈米粒子或溶液中的離子皆可結合。和在 PCL100 薄膜 中的情形一樣，初期銀奈米粒子和殼聚醣結合，可妨礙溶液與化學結構的反應，
42
然而銀奈米粒子脫離後反而讓溶液更容易進入材料內部。殼聚醣的 NH2 基團又 讓他更易受到酸鹼度變化影響，而在培養液中也是要注意鈣離子的結合，使否對 之後分解產生阻礙。
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表 3-1. PCL100、PCL100 包覆銀奈米粒子及以 DMAc 重新溶解之 PCL100 薄膜
於不同溶液中水接觸角隨時間之變化數值。
Time (h) 0 1 3 6 12 24
Film type
solution Water contact angle (°) PCL100
DDW 73.43±0.41 73.72±1.64 71.55±0.22 71.10±1.92 69.68±0.24 67.74±1.39
PCL100
PBS 73.43±0.41 73.47±0.56 73.12±0.56 73.67±0.32 69.71±0.88 70.24±0.24
PCL100
medium 73.43±0.41 75.23±0.69 68.04±0.68 68.11±0.38 61.54±0.11 61.48±0.84
PCL100/Ag DDW
75.92±0.23 75.74±1.59 74.37±0.36 72.18±0.14 73.32±0.45 71.11±0.63
PCL100/Ag
PBS 75.92±0.23 75.12±0.41 72.24±0.76 68.72±1.77 67.49±1.32 61.57±0.81
PCL100/Ag
medium 75.92±0.23 69.91±1.25 68.09±0.10 69.00±0.66 66.02±0.83 64.46±0.63
PCL100/DMAc
DDW 65.89±0.21 64.65±0.80 64.96±0.86 65.61±0.44 66.07±0.47 63.88±0.57
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表 3-2. EB20PCL80、LL20PCL80 及 HB20PCL80 薄膜於不同溶液中水接觸角隨
時間之變化數值。
Time (h) 0 1 3 6 12 24
Film type
solution Water contact angle (°) EB20PCL80
DDW 68.80±0.00 69.79±0.03 70.12±1.04 70.91±0.71 68.65±1.10 64.94±1.07
EB20PCL80
PBS 68.80±0.00 67.99±0.96 64.34±0.80 65.36±1.30 65.90±0.36 62.06±0.66
EB20PCL80
medium 68.80±0.00 69.58±0.27 68.12±0.23 66.91±0.16 66.77±0.14 64.99±0.97
LL20PCL80 DDW
72.11±1.03 73.72±0.38 74.69±0.46 74.36±1.08 74.71±1.64 79.07±0.91
HB20PCL80
DDW 77.61±1.52 77.82±1.54 77.38±1.03 77.07±0.89 77.83±0.55 77.25±0.39
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表 3-3. 殼聚醣及殼聚醣包覆銀奈米粒子薄膜於不同溶液中水接觸角隨時間之變
化數值。
Time (h) 0 1 3 6 12 24
Film type
solution Water contact angle (°) chitosan
DDW 65.42±1.39 55.95±2.20 50.75±0.84 51.21±1.03 50.89±1.46 49.60±1.72
chitosan
PBS 65.42±1.39 41.74±0.44 38.12±0.72 35.56±0.53 30.37±0.54 29.35±0.55
chitosan
medium 65.42±1.39 55.95±2.20 50.75±0.84 50.07±0.04 27.38±0.52 14.53±0.00
chitosan/Ag DDW
79.83±0.00 77.36±0.73 28.97±0.99 28.13±0.59 34.41±0.55 30.04±1.24
chitosan/Ag
PBS 79.83±0.00 39.84±0.86 23.39±0.74 25.22±1.44 29.52±0.96 16.97±0.91
chitosan/Ag
medium 79.83±0.00 55.93±0.69 26.58±0.50 27.80±1.06 26.31±1.28 23.16±0.44
表 3-4. 各種 PU 薄膜 24 小時之吸水率。
Film type Water absorption (%)
PCL100 6.19
PCL100/Ag (28ppm) 5.57
HB20PCL80 7.08
LL20PCL80 12.46
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圖 3-1. PCL100 及 PCL100 包覆奈米銀離子薄膜浸泡於二次去離子水中接觸角隨 時間之變化。
圖 3-2. PCL100 及 PCL100 包覆奈米銀離子薄膜浸泡於 PBS 中接觸角隨時間之變 化。
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圖 3-3. PCL100 及 PCL100 包覆奈米銀離子薄膜浸泡於 medium 中接觸角隨時間 之變化。
圖 3-4. PCL100、EB20PCL80、HB20PCL80 及 LL20PCL80 薄膜浸泡於二次去離 子水中接觸角隨時間之變化。
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圖 3-5. PCL100 及 EB20PCL80 薄膜浸泡於 PBS 中接觸角隨時間之變化。
圖 3-6. PCL100 及 EB20PCL80 薄膜浸泡於 medium 中接觸角隨時間之變化。
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圖 3-7. PCL100 及以 DMAc 重新溶解之 PCL100 薄膜浸泡於二次去離子水中接觸 角隨時間之變化。
圖 3-8. 殼聚醣及殼聚醣包覆銀奈米粒子薄膜浸泡於二次去離子水中接觸角隨時 間之變化。
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圖 3-9. 殼聚醣及殼聚醣包覆銀奈米粒子薄膜浸泡於 PBS 中接觸角隨時間之變 化。
圖 3-10. 殼聚醣及殼聚醣包覆銀奈米粒子薄膜浸泡於 medium 中接觸角隨時間之 變化。
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圖 3-11. PCL100 及 PCL100 包覆奈米銀離子薄膜浸泡於二次去離子水中表面硬鏈 段比例隨時間之變化。
圖 3-12. PCL100 薄 膜 浸 泡 於 (A) 二 次 去 離 子 水 (B)PBS (C)medium 及 EB20PCL80 薄膜浸泡於 (D)二次去離子水 (E)PBS (F)medium 後 ATR-IR 光譜隨 時間變化。
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圖 3-13. (A) PCL100 (B)EB20PCL80 浸泡於不同溶液後表面硬鏈段比例隨時間之 變化。
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圖 3-14. PCL100 及 EB20PCL80 浸泡於(A)二次去離子水 (B)PBS (C)medium 中 表面硬鏈段比例隨時間之變化。
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圖 3-15. (A)PCL100/Ag (B)PCL100/DMAc 薄膜浸泡於二次離子水後 ATR-IR 光譜 隨時間變化。
圖 3-16. PCL100 及 PCL100/DMAc 薄膜浸泡於二次去離子水中表面硬鏈段比例隨 時間之變化。
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