一種可降解聚乳酸-羥基乙酸/聚己內(nèi)酯/i型膠原電紡纖維膜材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于定向電紡纖維膜的制備領(lǐng)域，特別涉及一種可降解聚乳酸-羥基乙酸/聚己內(nèi)酯/I型膠原電紡纖維膜材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]靜電紡絲是一種加工制備纖維的常用技術(shù)，由此方法可制備得到纖維直徑為數(shù)納米至數(shù)十微米的纖維，這些纖維的堆疊則可形成具有巨大比表面積的無紡布。該技術(shù)方法的原理描述如下:將高分子制備成為高分子溶液，將該溶液添加到儲存裝置中，并通過推進(jìn)裝置緩慢擠出；在出料口施加一個數(shù)千到數(shù)萬伏的高電壓，該高電壓有兩個作用:使高分子溶液或熔體表面帶有大量電荷，其次，與接收裝置之間產(chǎn)生一個電場。在高電壓的作用下，積聚大量同種電荷的高分子溶液或熔體表面在電場中形成了泰勒錐，當(dāng)同種電荷的相互排斥作用大于液體表面張力之后，液體表面噴射出高分子射流。隨后，射流就沿著電場方向向接收裝置運(yùn)動，并在電場中發(fā)生鞭動和拉伸，在鞭動過程中，高分子溶液溶劑揮發(fā)。最終在接收裝置上得到大量微細(xì)的高分子纖維。這些纖維共同組成了一張高分子無紡布。采用傳統(tǒng)的鋁箔平面接收裝置所獲得的紡絲纖維方向呈無序性，而采用轉(zhuǎn)筒接收器，當(dāng)轉(zhuǎn)筒速度足夠高時(shí)，接收到的紡絲則具有較為均一的方向性。
[0003]近年來，電紡制備的高分子電紡纖維膜由于其獨(dú)特而優(yōu)異的性能已受到越來越多的關(guān)注，有關(guān)這方面的研宄工作也開展得更加廣泛，有關(guān)于高分子電紡纖維膜的相關(guān)研宄論文逐漸增長。
[0004]近些年來，可降解材料逐漸受到了人們的關(guān)注。特別是生物醫(yī)用材料，為了避免二次手術(shù)、作為藥物緩釋和酶載體等目的的需要，可降解高分子材料的研宄開展得越來越廣泛。其中，可降解高分子聚合物材料以它們生物相容性較好、力學(xué)強(qiáng)度佳、降解產(chǎn)物無毒無害易于排出體外等特點(diǎn)而成為其中的熱點(diǎn)，特別是聚乳酸-羥基乙酸、聚己內(nèi)酯等共聚物更是受到了極大的關(guān)注。然而傳統(tǒng)的可降解高分子材料并不具有特定的生物活性，因此，在可降解高分子材料中加入具有特定生物學(xué)功能的活性成分，使其行使相應(yīng)的生物學(xué)功能；而且傳統(tǒng)工藝制作的生物材料，不能有效的對新生的組織進(jìn)行定向引導(dǎo)，因此，制備具有特定生物活性，并能定向引導(dǎo)組織再生，將進(jìn)一步服務(wù)于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種可降解的納米纖維膜材料電紡膜的靜電紡絲制備方法，制備得到的電紡纖維膜材料有較為均一的纖維方向性，具備生物活性，力學(xué)強(qiáng)度好，降解時(shí)間短；本發(fā)明的電紡纖維膜材料可用于制備成生物醫(yī)用的膜材料，本發(fā)明的電紡纖維膜材料可用于制備成生物醫(yī)用的膜材料。
[0006]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種可降解聚乳酸-羥基乙酸/聚己內(nèi)酯/I型膠原電紡纖維膜材料的制備方法，包括: (I)將聚乳酸-羥基乙酸、聚己內(nèi)酯剪碎加入溶劑中形成均勻溶液，添加I型膠原溶液，攪拌使溶液充分混合，得到紡絲液；
(2 )將紡絲液經(jīng)定向靜電紡絲法制備電紡纖維膜材料。
[0007]進(jìn)一步地，所述步驟(I)中的聚乳酸-羥基乙酸共聚物的乳酸/羥基乙酸比例為75:25，分子量約為11萬；所述聚己內(nèi)酯分子量約為11萬；所述I型膠原為SD大鼠鼠尾膠原。
[0008]進(jìn)一步地，所述步驟(I)中的聚乳酸-羥基乙酸/聚己內(nèi)酯的溶劑為三氟乙醇，I型膠原溶液的溶劑為0.5mol/L醋酸溶液，膠原膠原濃度5mg/ml。
[0009]進(jìn)一步地，所述步驟(I)中的聚乳酸-羥基乙酸/聚己內(nèi)酯的質(zhì)量比為1:1，I型膠原溶液與聚乳酸-羥基乙酸/聚己內(nèi)酯溶液的體積比為(0.5-1): 10。
[0010]進(jìn)一步地，所述步驟(2)中的紡絲液中聚乳酸-羥基乙酸/聚己內(nèi)酯/I型膠原的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8-15%。
[0011]進(jìn)一步地，所述步驟(2)中的電紡接收裝置定向轉(zhuǎn)筒接收器，轉(zhuǎn)筒直徑為10cm。
[0012]進(jìn)一步地，所述步驟(2)中的靜電紡絲參數(shù)為:推進(jìn)速度為0.1-0.8mL/h,電壓強(qiáng)度為8~20kV，纖維接收距離為15~20cm，電紡制備時(shí)間為8~10h，轉(zhuǎn)筒接收器轉(zhuǎn)速為2100 ?3000rpm。
[0013]進(jìn)一步地，所述步驟(2)中的電紡纖維膜材料的物理參數(shù)為:其纖維直徑為500-900 nm，纖維方向定向率為70%~80%。
[0014]本發(fā)明中，I型膠原是一種天然高分子物質(zhì)，是天然骨最重要的組成成分之一，經(jīng)大量研宄認(rèn)為，I型膠原可參與組織修復(fù)，構(gòu)建細(xì)胞成長增殖微環(huán)境，并在骨組織的缺損修復(fù)領(lǐng)域有重要作用。
[0015]傳統(tǒng)膠原復(fù)合生物材料常選用將膠原混合于材料之中或表面的方法，使其與機(jī)體相互作用，電紡技術(shù)可制造超大比表面積的纖維，增大機(jī)體與生物活性材料的接觸面積，增進(jìn)生物效果的發(fā)揮。而定向電紡纖維具有較為均一的纖維方向性，細(xì)胞可沿纖維方向定向生長，I型膠原有促進(jìn)骨組織修復(fù)的功能，因此，可采用靜電紡絲的方法制備聚乳酸-羥基乙酸/聚己內(nèi)酯/I型膠原定向電紡絲，更能模仿天然骨形態(tài)，用于組織修復(fù)。制備得到的納米纖維膜材料還具有降解速度快，力學(xué)強(qiáng)度好的特點(diǎn)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明方法所制備的可降解聚乳酸-羥基乙酸/聚己內(nèi)酯/I型膠原電紡膜，可用于生物醫(yī)用領(lǐng)域。這些可降解材料本身具有較快的降解速度，制備成超高比表面積的電紡纖維膜后，其廢棄物在丟棄后可以在較短時(shí)間內(nèi)降解為二氧化碳和水，對環(huán)境基本沒有什么不利影響。同時(shí)，較短的降解周期亦可使該材料能夠在生物醫(yī)用，特別是被應(yīng)用到恢復(fù)周期較短的一些組織工程領(lǐng)域，使之降解程度與傷病部位恢復(fù)速度相匹配。
[0017]有益效果:本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)本發(fā)明可根據(jù)改變不同的電紡參數(shù)制備得到不同纖維直徑、厚薄和不同功能的制品，制成的纖維膜材料力學(xué)強(qiáng)度好，而制備過程操作簡單，成本低；
(2)本發(fā)明所制備的一種可降解電紡纖維膜材料具有很大實(shí)用性，可用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域引導(dǎo)骨組織再生，因其特有的纖維方向性和膠原活性，能提高骨組織修復(fù)效果；
(3)本發(fā)明所制備的一種可降解電紡纖維膜材料降解周期短，廢棄物對環(huán)境基本無污染。
【附圖說明】
[0018]圖1為實(shí)施例1的聚乳酸-羥基乙酸/聚己內(nèi)酯/I型膠原電紡纖維膜掃描電鏡照片(放大率1000倍)。
[0019]圖2為實(shí)施例2的聚乳酸-羥基乙酸/聚己內(nèi)酯/I型膠原電紡纖維膜紅外光譜反分析結(jié)果。
[0020]圖3為實(shí)施例3的聚乳酸-羥基乙酸/聚己內(nèi)酯/I型膠原電紡纖維膜經(jīng)共聚焦顯微鏡顯示細(xì)胞在材料表面的生長方式。
[0021]圖4為實(shí)施例4的聚乳酸-羥基乙酸/聚己內(nèi)酯/I型膠原電紡纖維膜表面接種小鼠脂肪干細(xì)胞后，7天內(nèi)細(xì)胞增殖情況。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0023]實(shí)施例1:
將數(shù)均分子