CN101077423A - 一种涂布有超细纤维膜的与生物体接触器件其制备方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明通过将类似细胞外基质结构的超细纤维无纺布作为提高与生物体接触器件性能特别是生物相容性的方法引入与生物体接触器件并通过直接收集超细纤维或者连接制备好的超细纤维膜的方法而获得涂布有超细纤维膜的与生物体接触器件，从而可以方便、廉价、高效地拓展超细材料的应用并获得改善了性能特别是生物相容性的与生物体接触器件而得到应用。

Description

一种涂布有超细纤维膜的与生物体接触器件其制备方法及其应用

技术领域：

本发明涉及的是一种涂布有超细纤维膜的与生物体接触器件其制备方法及其应用，特别地是通过在与生物体接触器件的与生物体接触部分直接收集超细纤维或者将制备好的超细纤维膜连接到与生物体接触器件的与生物体接触部分而获得涂布有超细纤维膜的与生物体接触器件。涂布了超细纤维膜的与生物体接触器件可以作为改善了包括生物相容性等性能的与生物体接触器件而得到应用。

背景技术

与生物体接触器件是目前人们应用非常广泛的一类器件。包括生物体植入器件如体内植入电子器件包括人工耳蜗，生物体植入替代机械器件包括人工骨、组织工程支架；生物体康复器件如创伤敷料、面膜；生物防护器件如口罩、防护服装等。在生物体接触器件中生物相容性是非常重要的一个指标，有时甚至是与生物体接触器件能否应用的决定性因素，因此人们在制造与生物体接触器件时或者采用生物相容性好的材料或者对与生物体接触的器件进行表面处理以改善其生物相容性。然而，由于可供选择的生物相容性材料本身比较少，而能够在包括机械强度等性能方面满足人们需求的材料就更为稀少。所以，表面处理以改善材料的生物相容性往往成为人们的首选。表面处理以改善材料的生物相容性可以通过在与生物体接触器件表面涂布、表面接枝、表面自组装单分子层生物表面以使与生物体接触器件表面覆盖纤维蛋白的凝胶、纤维连结素、细胞外基质、III型、IV型胶原凝胶蛋白等生物相容性好的材料或者表面碳素化及其它生物相容性好的官念团，也可以通过对与生物体接触器件进行等离子体材料表面改性、离子注入或者射线辐射表面改性以使器件表面覆盖生物相容性好的官念团或者材料薄膜。

其中表面涂布类似细胞外基质结构材料是一种优良之选。因为细胞外基质是生物体内细胞生长的环境，它由主要是蛋白质材料的纤维状材料构成，而细胞就生长在数百纳米级纤维的环境中。这种结构能够帮助促进细胞的黏附、分化、成形及包括营养传递吸收、代谢废弃物排泄等功能。因此，在与生物体接触器件表面修饰仿细胞外基质结构就有可能改善其性能。事实上，人们一直努力在组织工程支架领域引入这种仿生结构。研究表明，通过如电纺技术制备的超细纤维无纺布能够模仿天然的细胞外基质结构，而且该结构能够帮助细胞更好地黏附、生长和分化。天然细胞外基质及人们模仿制备的电纺纳米纤维无纺布之所以能够对细胞生长有促进作用，主要就在于这种结构有着能够帮助细胞与生物体其它微细资源沟通的非常高的孔隙率和渗透性，而且由于通常尺寸为微米的细胞较纳米纤维大很多，因此能够在不需要变形的情况下轻易地与其接触、黏附。为此，人们不仅将电纺超细纤维膜制作为组织工程支架，而且还研究用其作为药物缓释载体、创伤敷料及防护器件夹心衬里。

然而，目前的研究主要将超细纤维薄膜本身进行应用。这带来了诸多应用方面的问题。首先是超细纤维的产率很低，通常是数百毫克每小时。如果将如此低产率的超细纤维直接进行应用，其成本将非常高。其次是超细纤维在不能保证厚度的情况下其强度是比较差的，正由于此人们通常将超细纤维无纺布夹在两块普通尺寸布块间进行过滤操作。因此，为降低成本，人们需要或者将超细纤维大规模生产成本降低至与普通纺丝成本具可比性或者必须寻找其它途径。事实上，通过在普通滤布表面涂布能够与普通滤布材料交联的超细纤维，人们也可以获得性能优良的含超细纤维的过滤效率更高的滤布。而与生物体接触器件其生物相容性往往仅受与生物体接触部分的性能影响，因此本发明试图通过在与生物体接触器件表面涂布超细纤维的方法来改善与生物体接触器件的性能。

发明内容

本发明的目的之一是通过将类似细胞外基质的超细纤维无纺布作为提高与生物体接触器件性能特别是生物相容性的方法引入与生物体接触器件并通过在与生物体接触器件的与生物体接触部分直接收集超细纤维或者将制备好的超细纤维膜连接到与生物体接触器件的与生物体接触部分而获得涂布有超细纤维膜的与生物体接触器件。本发明的另一目的是将所获得的涂布了超细纤维膜的与生物体接触器件作为改善了性能特别是生物相容性的与生物体接触器件而得到应用。

本发明的技术方案是：

一种涂布有超细纤维膜的与生物体接触器件其特征在于通过将与生物体接触器件的与生物体接触部分进行超细纤维修饰而改善器件的包括生物相容性的性能。

一种涂布有超细纤维膜的与生物体接触器件其特征在于通过在与生物体接触器件的与生物体接触部分直接收集超细纤维或者将制备好的超细纤维膜连接到与生物体接触器件的与生物体接触部分而获得涂布有超细纤维膜的与生物体接触器件。

一种涂布有超细纤维膜的与生物体接触器件其特征在于通过电流体力学方法或者流体力学方法获得超细纤维，而优选电流体力学方法。其中流体力学方法包括纺丝或者其它通过流体化处理流体态被加工材料而赋形的方法而电流体力学方法包括电纺或者其它通过荷电流体化处理流体态被加工材料而赋形的方法。

一种涂布有超细纤维膜的与生物体接触器件其特征在于通过包括电场、磁场在内的能量场引导或者包括气体、液体、等离子体及流体中含有相对主流体成分高密度的成分包括固态颗粒包含于载流体、液态颗粒包含于载流体在内的流体形式的流体引导而在与生物体接触器件的与生物体接触部分直接收集通过流体力学或者电流体力学方法制备的超细纤维。

一种涂布有超细纤维膜的与生物体接触器件其特征在于超细纤维的直径小于50微米。

一种涂布有超细纤维膜的与生物体接触器件其特征在于制备好的超细纤维膜通过物理效应、胶粘剂或者化学反应而连接到与生物体接触器件的与生物体接触部分。

一种涂布有超细纤维膜的与生物体接触器件其特征在于与生物体接触器件包括生物体植入电子器件、生物体植入替代机械器件、生物体康复器件、生物体防护器件。

一种涂布有超细纤维膜的与生物体接触器件其特征在于将超细纤维涂布在与生物体接触部分的方法作为修饰与生物体接触器件的表面修饰方法或者制备具有良好生物相容性的与生物体接触器件的方法及由此而得到的具有改善生物相容性的涂布有超细纤维膜的与生物体接触器件进行应用。

本发明的有益效果：

通过将类似细胞外基质结构的超细纤维无纺布作为提高与生物体接触器件性能特别是生物相容性的方法引入与生物体接触器件并通过在与生物体接触器件的与生物体接触部分直接收集超细纤维或者将制备好的超细纤维膜连接到与生物体接触器件的与生物体接触部分而获得涂布有超细纤维膜的与生物体接触器件，从而可以方便、廉价、高效地拓展超细材料的应用并获得改善了性能特别是生物相容性的与生物体接触器件而得到应用。

附图说明

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

具体实施例如下。

实施例1：

首先配制含1％粒径为50纳米的载银沸石的5％的壳聚糖及5％聚乙烯醇的5％乙酸水溶液，然后将该溶液进行电纺。喷头与对电极间距离为20厘米，在两电极间施加1.5万伏的电压，流速为1毫升/小时。通过对电极前面的医用纱布收集壳聚糖与聚乙烯醇的超细纤维。覆盖了该超细纤维的医用纱布的超细纤维面通过边缘胶粘带连接在普通口罩上而得到了改善了生物相容性及防护能力的医用口罩。

实施例2：

配制重均分子量为20万的聚乳酸10％(质量分数)的二甲基甲酰胺溶液，并在其中均匀混入重量比为5％的含银离子锌纳米颗粒。该混合液加入到储液罐中并施加12MPa的高压，用导管连接到高速电流体力学喷射装置的喷嘴，喷嘴为0.8毫米圆形喷孔的喷丝板，将高压电源的正极接到喷丝板内侧的电极上，负极与采集板相接。喷嘴与采集板间的距离控制在40cm左右，喷嘴(正极)与对电极(负极)间的电压为40kv左右，电流体力学喷射装置的喷嘴处溶液流速为1ml/min左右，通过两端包覆有塑料薄膜而中间为胶粘材料的医用胶布收集即可获得改善了生物相容性及防护性能的医用创伤粘贴。

实施例3：

配制重均分子量为为50万的聚氨酯与聚乙二醇的嵌段共聚物12％(质量分数)的二甲基甲酰胺溶液。该溶液通过电纺纺制超细纤维并将电子植入器件置于对电极附近收集，得到表面涂布了生物相容性良好的超细纤维，该超细纤维将能够改善电子植入器件的生物相容性。

实施例4：

将厚度为300微米的用于人工皮肤组织工程的聚己内酯薄片在5.5MPa和室温CO2超临界流体中保持72h，然后迅速降低CO2压力到大气压，得到内含孔洞的聚己内酯薄片。另外配制重均分子量为20万的聚乳酸10％(质量分数)的二甲基甲酰胺溶液，并通过电纺纺制超细纤维而获得聚乳酸超细纤维薄膜。将聚乳酸超细薄膜通过生物相容性良好的胶粘剂粘附于上述聚己内酯薄片上而获得改善了性能的人工皮肤组织工程支架。

Claims (8)

1、一种涂布有超细纤维膜的与生物体接触器件其特征在于通过将与生物体接触器件的与生物体接触部分进行超细纤维修饰而改善器件的包括生物相容性的性能。

2、一种涂布有超细纤维膜的与生物体接触器件其特征在于通过在与生物体接触器件的与生物体接触部分直接收集超细纤维或者将制备好的超细纤维膜连接到与生物体接触器件的与生物体接触部分而获得涂布有超细纤维膜的与生物体接触器件。

3、一种涂布有超细纤维膜的与生物体接触器件其特征在于通过电流体力学方法或者流体力学方法获得超细纤维，而优选电流体力学方法。其中流体力学方法包括纺丝或者其它通过流体化处理流体态被加工材料而赋形的方法而电流体力学方法包括电纺或者其它通过荷电流体化处理流体态被加工材料而赋形的方法。

4、一种涂布有超细纤维膜的与生物体接触器件其特征在于通过包括电场、磁场在内的能量场引导或者包括气体、液体、等离子体及流体中含有相对主流体成分高密度的成分包括固态颗粒包含于载流体、液态颗粒包含于载流体在内的流体形式的流体引导而在与生物体接触器件的与生物体接触部分直接收集通过流体力学或者电流体力学方法制备的超细纤维。

5、一种涂布有超细纤维膜的与生物体接触器件其特征在于超细纤维的直径小于50微米。

6、一种涂布有超细纤维膜的与生物体接触器件其特征在于制备好的超细纤维膜通过物理效应、胶粘剂或者化学反应而连接到与生物体接触器件的与生物体接触部分。

7、一种涂布有超细纤维膜的与生物体接触器件其特征在于与生物体接触器件包括生物体植入电子器件、生物体植入替代机械器件、生物体康复器件、生物体防护器件。

8、一种涂布有超细纤维膜的与生物体接触器件其特征在于将超细纤维涂布在与生物体接触部分的方法作为修饰与生物体接触器件的表面修饰方法或者制备具有良好生物相容性的与生物体接触器件的方法及由此而得到的具有改善了包括生物相容性在内的性能的涂布有超细纤维膜的与生物体接触器件进行应用。