CN101235155A

CN101235155A - 聚乳酸、聚乙烯醇与苏木共混纳米或微米纤维膜的制备方法

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Publication number: CN101235155A
Application number: CNA2007101345057A
Authority: CN
Inventors: 侯秀良; 魏取福; 刘亚; 吴宁
Original assignee: Jiangnan University
Current assignee: Jiangnan University
Priority date: 2007-10-31
Filing date: 2007-10-31
Publication date: 2008-08-06
Anticipated expiration: 2027-10-31
Also published as: CN101235155B

Abstract

本发明将具有多种药用功效的中药苏木粉末添加到聚乳酸PLLA、聚乙烯醇PVA混合溶液中，采用静电纺丝方法制备功能性纳米、微米纤维膜。其中，苏木粉末是以传统中药材苏木为原料，经水提取、过滤、浓缩、醇沉去杂、离心分离、喷雾干燥后而制得的红紫色苏木粉末。聚乳酸、聚乙烯醇及苏木共混溶液是将浓度为8～16％(w/v)的聚乳酸二甲亚砜溶液与浓度为6～12％(w/v)的聚乙烯醇二甲亚砜溶液混合后，添加0.2～2％(w/v)苏木粉末而制得，该共混溶液静电纺丝条件为：纺丝电压10～20kv，挤出量0.1～1.5mL/h，接收距离10～20cm。本发明共混纤维膜不仅生物相容性好，可生物降解，吸湿性好，而且具有行血祛瘀，消肿止痛、抗炎等新功能，将会在医疗、护理领域有应用前景。

Description

聚乳酸、聚乙烯醇与苏木共混纳米或微米纤维膜的制备方法

技术领域

本发明涉及一种功能性纳米、微米纤维膜的制备方法，尤其涉及到一种聚乳酸、聚乙烯醇与苏木共混纳米或微米纤维膜的制备方法。

背景技术

近年来，聚合物纳米纤维的制备引起人们的极大关注，因为当纤维直径降到1～100nm范围内时，聚合物材料会表现出几种惊人的特性，如大的比表面积、柔性及超强的力学性能等，这些优异的性能使纳米纤维具有很多重要用途。目前，静电纺丝技术是制备多种高分子纳米纤维最简单易行的方法，它利用静电力将高聚物溶液或熔融体牵拉形成纳米级纤维。静电纺纤维已应用于或可潜在应用于纤维增强复合材料、膜、生物反应器、电学、光学元件、过滤材料等，生物相容性好、可生物降解的天然或合成高聚物静电纺纤维可作医用组织工程支架。

聚乳酸PLLA(Poly(L-lactic acid))除了在传统的纺织服装领域中的应用，凭借着良好的生物相容性和降解性能在医药领域有着很大的应用前景。聚乳酸纤维及聚(乳酸-乙醇酸)共聚物(PLGA)纤维，作为可吸收医用缝合线已安全使用了近30年，柔软性好，缝合和打结比较方便，生物相容性好，降解吸收周期可控制。聚乳酸类微米级纤维经编织或粘接可形成各种形状的组织工程支架，通过聚乳酸共聚或共混可调节其降解速率和亲水性。已有学者研究了聚乳酸与丝素、聚己内酯、羟基磷灰石等共混纳米纤维。聚乳酸纳米纤维还可制成生物降解性薄纱，纤维表面吸附药物用于经皮给药递释系统中，用作抗生型伤口敷料。聚乙烯醇PVA(Poly(vinyl alcohol))是常用的静电纺丝材料，无毒，生物相容性好，在医学领域有着广泛的应用。美国药物和食品管理局(FDA)己允许将其作为口服片剂、局部用制剂。

聚乳酸具有良好的机械性能和生物相容性，但吸湿性较差，而聚乙烯醇具有良好的润湿性，较好的化学稳定性，二者共混制备纳米、微米纤维膜，可控制其降解性能，改善亲水性。

苏木(Sappanwood)为豆科植物苏木(Caesalpinia Sappan L.)的干燥心材，是一种传统中药材，具有行血祛瘀，消肿止痛等多种功效，中医临床上用于经闭腹痛，产后瘀阻，胸腹刺痛，外伤肿痛等。近年来，以水为溶剂，采用传统的回流法和煎煮法工艺提取苏木浸膏，并研究其药理、药效及开发利用受到了人们的高度重视。研究表明，苏木水提物具有中枢抑制、抗炎、抗高血脂作用；具有明显的免疫抑制作用、抗心脏移植排斥反应等。苏木水提取物红紫色，又是一种传统的天然染料，采用铝、铁等无害金属媒染剂可染出红、褐等颜色。人们已研究了苏木染料在羊毛、蚕丝、大豆蛋白纤维及棉纤维上的应用前景，苏木染色纺织品还具有抗菌的生物活性，具有保健功能。另外，苏木还可以开发植物染发剂。苏木资源丰富，国内主要分布于云南、贵州、四川、两广、福建和台湾等地。

发明内容

本发明的目的在于寻求聚乳酸、聚乙烯醇与苏木共混纳米或微米纤维膜的制备方法，将水提取的、具有多种药用功效的苏木粉末添加到聚乳酸、聚乙烯醇混合溶液中，采用静电纺丝制备功能性纳米、微米纤维膜。所制备的聚乳酸、聚乙烯醇及苏木共混纳米纤维膜不仅明显改善了单一聚乳酸纤维膜吸湿性差的缺点，而且将传统中药材苏木的医用价值与生物相容性好、可生物降解的纳米、微米纤维膜的优点相结合，赋予纤维膜新的功能，将会在医疗、护理领域有着广阔的应用前景。

本发明聚乳酸、聚乙烯醇及苏木共混纳米、微米纤维膜的制备过程主要包括以下三步：(1)苏木粉末制备；(2)聚乳酸、聚乙烯醇及苏木共混溶液制备；(3)聚乳酸、聚乙烯醇及苏木共混纳米、微米纤维膜制备。以下分别详细说明各步骤的工艺。

(1)苏木粉末的制备：

将经过粉碎的中药材苏木原料以去离子水为溶剂，以苏木与去离子水的质量比为1∶10～30的比例，在80～100℃下提取1～3h；再用280目的筛过滤，得到苏木液；然后将苏木液放入旋转蒸发器内，减压至30～50kPa，浓缩苏木液至苏木液总体积的得苏木浓缩液；再加入占苏木浓缩液总体积75％～85％体积的90％以上纯度的酒精，沉淀10～24h；再采用离心机分离，转速为1500～3000r/min，再蒸发、回收上层清液中的酒精；将剩余的苏木纯液在160～180℃下喷雾干燥，得红紫色苏木粉末；

(2)聚乳酸、聚乙烯醇及苏木共混溶液的制备：

以二甲亚砜(DMSO)为溶剂，制得聚乳酸浓度8～16％(w/v)的聚乳酸溶液，并在常温下磁力搅拌3～6h；同样以二甲亚砜为溶剂，制得聚乙烯醇浓度为6～12％(w/v)的聚乙烯醇溶液，并在40～50℃下磁力搅拌溶解3～6h；将上述聚乳酸溶液和聚乙烯醇溶液按1∶1的体积混合后，添加0.2～2％(w/v)的苏木粉末，并在常温下磁力搅拌5～10h，得到聚乳酸、聚乙烯醇及苏木混合溶液；

(3)聚乳酸、聚乙烯醇及苏木共混纳米或微米纤维膜的制备：

采用静电纺丝方法，常温下制备聚乳酸、聚乙烯醇及苏木共混纳米、微米纤维膜。

将步骤(2)制得的聚乳酸、聚乙烯醇及苏木共混溶液注入静电纺丝设备的注射器中，进行静电纺丝，聚乳酸、聚乙烯醇及苏木共混溶液静电纺丝条件为：纺丝电压10～20kv，挤出量0.1～1.5mL/h(由微量注射泵控制)，接收距离10～20cm。

在步骤(1)中，在将苏木液放入旋转蒸发器内以前，先将过滤后的料渣加5～20倍的去离子水继续在80～100℃下提取1～2h，再用280目的筛过滤；过滤后的料渣继续重复提取1～3次；然后将各次提取的苏木液合并。

在步骤(2)中，聚乳酸采用分子量为70000～83000的聚乳酸切片；聚乙烯醇采用聚合度1700、醇解度99％、分子量84000～89000的聚乙烯醇；苏木采用步骤(1)制得的红紫色苏木粉末。

在步骤(3)中，以连接到高压电源上的针头作为喷射细流的毛细管，以接地的铝箔作为喷射细流的接收屏。

本发明的共混纤维膜不仅生物相容性好，可生物降解，吸湿性好，而且具有行血祛瘀，消肿止痛、抗炎等新功能，将会在医疗、护理领域有应用前景。

具体实施方式

实施例1：聚乳酸、聚乙烯醇及苏木共混纳米纤维膜的制备

将中药材苏木原料粉碎，加入30倍去离子水在90℃下提取3h后，以280目不锈钢筛过滤。对料渣继续加20倍去离子水90℃下提取2h、280目不锈钢筛过滤后，将两次提取的苏木液合并。采用旋转蒸发器，减压至30kPa，浓缩苏木液至苏木液总体积的

加入苏木浓缩液总体积75％～85％体积的90％以上纯度的酒精放置12h后，采用转速为2000r/min的离心机分离后，蒸发、回收上层清液中的酒精。将剩余苏木液在170℃下喷雾干燥，得到红紫色苏木粉末。

以二甲亚砜为溶剂，制得聚乳酸浓度为10％(w/v)的聚乳酸溶液，并在常温下磁力搅拌5h。同样以二甲亚砜为溶剂，制得聚乙烯醇浓度为6％(w/v)的聚乙烯醇溶液，并在45℃下磁力搅拌溶解5h。将上述聚乳酸溶液和聚乙烯醇溶液按1∶1的体积混合后，添加0.2％(w/v)苏木粉末，并在常温下磁力搅拌8h，得到聚乳酸、聚乙烯醇及苏木混合溶液。

将配置好的共混溶液装入静电纺丝装置的注射器中，进行静电纺丝。电纺条件为：纺丝电压10kv，挤出量0.2mL/h，接收距离15cm，纺得纳米级共混纤维膜。

实施例2：聚乳酸、聚乙烯醇及苏木共混微米纤维膜的制备

红紫色苏木粉末制备方法同实施例1。

共混溶液配置方法同实施例1，所不同的是将浓度为16％(w/v)的聚乳酸溶液与浓度为12％(w/v)的聚乙烯醇溶液按1∶1的体积混合后，添加2％(w/v)的红紫色苏木粉末。

将配置好的共混溶液装入静电纺丝装置的注射器中，进行静电纺丝。电纺条件为：纺丝电压18kv，挤出量1.0mL/h，接收距离10cm，纺得微米级共混纤维膜。

实施例3：聚乳酸、聚乙烯醇及苏木共混纳米纤维膜的制备

红紫色苏木粉末制备方法同实施例1。

共混溶液配置方法同实施例1，所不同的是将浓度为12％(w/v)的聚乳酸溶液与浓度为10％(w/v)的聚乙烯醇溶液按1∶1的体积混合后，添加1％(w/v)的红紫色苏木粉末。

将配置好的共混溶液装入静电纺丝装置的注射器中，进行静电纺丝。电纺条件为：纺丝电压14kv，挤出量0.5mL/h，接收距离12cm，纺得纳米级共混纤维膜。

实施例4：聚乳酸、聚乙烯醇及苏木共混纳米纤维膜的制备

红紫色苏木粉末制备方法同实施例1。

共混溶液中聚乳酸、聚乙烯醇、苏木的质量分数及其配置方法同实施例1。

将配置好的共混溶液装入静电纺丝装置的注射器中，进行静电纺丝。电纺条件为：纺丝电压16kv，挤出量0.5mL/h，接收距离14cm，纺得微、纳米级共混纤维膜。

Claims

1、一种聚乳酸、聚乙烯醇与苏木共混纳米或微米纤维膜的制备方法，其特征在于，

(1)苏木粉末的制备：

将经过粉碎的中药材苏木原料以去离子水为溶剂，以苏木与去离子水的质量比为1∶10～30的比例，在80～100℃下提取1～3h；再用280目的筛过滤，得到苏木液；然后将苏木液放入旋转蒸发器内，减压至30～50kPa，浓缩苏木液至苏木液总体积的

得苏木浓缩液；再加入占苏木浓缩液总体积75％～85％体积的90％以上纯度的酒精，放置10～24h；采用离心机分离，转速为1500～3000r/min，再蒸发、回收上层清液中的酒精；将剩余的苏木液在160～180℃下喷雾干燥，得红紫色苏木粉末；

(2)聚乳酸、聚乙烯醇及苏木共混溶液的制备：

以二甲亚砜为溶剂，制得聚乳酸浓度为8～16％(w/v)的聚乳酸溶液，并在常温下磁力搅拌3～6h；同样以二甲亚砜为溶剂，制得聚乙烯醇浓度为6～12％(w/v)的聚乙烯醇溶液，并在40～50℃下磁力搅拌溶解3～6h；将上述聚乳酸溶液和聚乙烯醇溶液按1∶1的体积混合后，添加0.2～2％(w/v)的苏木粉末，并在常温下磁力搅拌5～10h，得到聚乳酸、聚乙烯醇及苏木混合溶液；

(3)聚乳酸、聚乙烯醇及苏木共混纳米或微米纤维膜的制备：

将步骤(2)制得的聚乳酸、聚乙烯醇及苏木共混溶液注入静电纺丝设备的注射器中，进行静电纺丝，聚乳酸、聚乙烯醇及苏木共混溶液静电纺丝条件为：纺丝电压10～20kv，挤出量0.1～1.5mL/h，接收距离10～20cm。

2、如权利要求1所述聚乳酸、聚乙烯醇与苏木共混纳米或微米纤维膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，在将苏木液放入旋转蒸发器内以前，先将过滤后的料渣加5～20倍的去离子水继续在80～100℃下提取1～2h，再用280目的筛过滤；过滤后的料渣继续重复提取1～3次；然后将各次提取的苏木液合并。

3、如权利要求1所述聚乳酸、聚乙烯醇与苏木共混纳米或微米纤维膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，聚乳酸采用分子量为70000～83000的聚乳酸切片；聚乙烯醇采用聚合度1700、醇解度99％、分子量84000～89000的聚乙烯醇；苏木采用步骤(1)制得的红紫色苏木粉末。

4、如权利要求1所述聚乳酸、聚乙烯醇与苏木共混纳米或微米纤维膜的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，以连接到高压电源上的针头作为喷射细流的毛细管，以接地的铝箔作为喷射细流的接收屏。