CN101328624A - 同轴静电纺丝法制备超细抗菌纳米纤维 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及同轴静电纺丝法制备超细抗菌纳米纤维，包括：(1)室温下，将抗菌药物在无菌条件下溶解于三氟乙醇或水中，得到内层溶液，将聚合物溶解于三氟乙醇有机溶剂中，搅拌至完全溶解，得到外层溶液；(2)设定喷丝头与接收板距离为10－18cm，调整芯层溶液流速为0.1～0.5ml/h，喷丝头直径为0.9mm，外层溶液流速为0.5～2.0ml/h，喷丝头直径为1.2mm，待其稳定挤出时，施加12－20kv的高压静电，通过铝箔接收器，得到负载抗菌药物的纳米纤维。本发明制备方法简单，抗菌剂在纳米纤维内分布均匀，所得抗菌纳米纤维直径超细，为150～250nm，且具有优异的杀菌效果。
Description
技术领域
本发明属纳米纤维的制备领域，特别是涉及一种同轴静电纺丝法制备超细抗菌纳米纤维。
背景技术
在科技越来越发达、生活质量越来越高的今天，人们对日常生活中应用的纤维保健功能的要求也越来越高，抗菌性能也成为了人们努力的一个方向。如在生物医学工程，能源工程，环保工程，人体防护和卫生保健等领域，抗菌材料得到了广泛应用。用于抗菌方面的材料也日益增多，如抗菌塑料、抗菌陶瓷、抗菌涂料、抗菌织物等。而现有的抗菌纤维直径较粗，纤维材料不能达到过滤超细粒子和病毒的作用，限制了其在服装制品和医疗方面的应用。
申请号为03131864.9的中国发明专利公开了一种抗菌纳米纤维材料及其制备方法，将一种或多种高分子材料分散或溶于溶剂中成为透明溶液或混合物，粒度小于20μm的抗菌剂超细粒子分散在上述溶液中，得到电纺混合物，或将一种或多种高分子与抗菌剂超细粒子熔融混合，得到电纺混合物；然后加入储罐中，通过注射泵和导管连接到一个或多个喷射头，得到含抗菌剂超细粒子的抗菌纳米纤维材料，纤维直径20～3000nm。综上所述，需要研制出一种直径在几十纳米到几百纳米，有较高的比表面积又能有效抑菌的纤维材料。
1934年美国人Formhals首先发明了静电纺丝技术，经过后来研究者的努力，在静电纺丝的基础上发明了同轴静电纺丝技术，这为药物的缓释提供了一种全新的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供同轴静电纺丝法制备超细抗菌纳米纤维，本发明制备方法简单，抗菌剂在纳米纤维内分布均匀，所得抗菌纳米纤维的直径为150～250nm，对多种菌都有很好的杀灭作用。
本发明的同轴静电纺丝法制备超细抗菌纳米纤维，包括：
(1)室温下，将0.1～0.5g抗菌药物在无菌条件下溶解于5～15ml溶剂中，得到内层溶液，将0.5～1.0g聚合物溶解于5～15ml强挥发性有机溶剂中，搅拌至完全溶解，得到外层溶液；
(2)设定喷丝头与接收板距离为10-18cm，调整芯层溶液流速为0.1～0.5ml/h，喷丝头直径为0.9mm，外层溶液流速为0.5～2.0ml/h，喷丝头直径为1.2mm，待其稳定挤出时，施加12-20kv的高压静电，通过铝箔接收器，得到负载抗菌药物的纳米纤维。
所述的抗菌药物为无机、有机或生物抗菌剂，优选的抗菌药物为盐酸四环素或头孢噻吩钠。
所述的溶剂为三氟乙醇或水，有机溶剂为三氟乙醇。。
所述的聚合物为天然或合成聚合物及其共聚物或它们的共混物。
优选的聚合物为聚乳酸-聚己内酯P(LLA-CL)，其中，聚乳酸与聚己内酯的重量比为50～75∶50～25。
所述的抗菌纳米纤维的直径为150～250nm。
所述的抗菌纳米纤维的应用在于制备医用敷料，人造皮肤，服用面料等方面。
本发明以天然或合成聚合物作为抗菌药物的缓释载体，采用同轴静电纺丝方法制备负载抗菌药物的超细抗菌纳米纤维，以合成聚合物和天然聚合物为壳层，用于提高其力学性能；芯层，用于负载抗菌药物，抗菌剂可均匀地分布于纳米纤维内，采用广谱抑菌剂，使其显示优异的杀菌作用，负载药物作用持久，对人体副作用小，所得纳米纤维的直径范围分布较窄，为150～250nm，可用于医用敷料，人造皮肤，服用面料等方面的研究及应用。
有益效果
(1)本发明制备方法简单，抗菌剂在纳米纤维内分布均匀，且抗菌剂为广谱抑菌剂，对多种菌都有很好的杀灭作用；
(2)所得抗菌纳米纤维的直径超细，为150～250nm，负载抗菌药物作用持久。
附图说明
图1为同轴静电纺丝示意图；
图2为同轴静电纺丝喷头；
图3为纳米纤维放大1000倍的扫描电子显微镜照片；
图4为纳米纤维放大5000倍的扫描电子显微镜照片。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
用电子天平分别称取0.6g P(LLA-CL)[50∶50]，时将其溶解于10ml三氟乙醇中，搅拌振荡溶解完全得到外层溶液；电子天平称取0.3g盐酸四环素，溶解于10ml的三氟乙醇中，搅拌振荡至溶解完全，得到内层溶液；同轴静电纺丝，设定内层溶液流速为0.1ml/h，喷丝头直径为0.9mm，外层溶液流速为1.0ml/h，喷丝头直径为1.2mm；施加12.5kv，喷头距离接收板17cm，进行纺丝；得到的纳米纤维的平均直径为156.5nm。
实施例2
用电子天平分别称取0.6g P(LLA-CL)[50∶50]溶解于10ml的三氟乙醇中，搅拌振荡溶解完全得到外层溶液；电子天平称取0.3g盐酸四环素，溶解于10ml的三氟乙醇中，搅拌振荡至溶解完全，得到内层溶液；同轴静电纺丝，设定内层溶液流速为0.2ml/h，喷丝头直径为0.9mm，外层溶液流速为1.0ml/h，喷丝头直径为1.2mm；施加13.7kv，喷头距离接收板17cm，进行纺丝；得到纳米纤维的平均直径为175.4nm。
实施例3
用电子天平分别称取0.6g P(LLA-CL)[75∶25]溶解于10ml的三氟乙醇中，搅拌振荡溶解完全得到外层溶液；电子天平称取0.3g头孢噻吩钠，溶解于10ml的超纯水中，搅拌振荡至溶解完全，得到内层溶液；同轴静电纺丝，设定内层溶液流速为0.2ml/h，喷丝头直径为0.9mm，外层溶液流速为1.0ml/h，喷丝头直径为1.2mm；施加14kv，喷头距离接收板15cm，进行纺丝；得到直径为220nm左右的纳米纤维。
实施例4
用电子天平分别称取0.6g P(LLA-CL)[75∶25]溶解于10ml的三氟乙醇中，搅拌振荡溶解完全得到外层溶液；电子天平称取0.3g头孢噻吩钠，溶解于10ml的超纯水中，搅拌振荡至溶解完全，得到内层溶液；同轴静电纺丝，设定内层溶液流速为0.4ml/h，喷丝头直径为0.9mm，外层溶液流速为1.0ml/h，喷丝头直径为1.2mm；施加15kv，喷头距离接收板15cm，进行纺丝；得到直径为250nm左右的纳米纤维。
Claims (7)
1.同轴静电纺丝法制备超细抗菌纳米纤维，包括：
(1)室温下，将0.1～0.5g抗菌药物在无菌条件下溶解于5～15ml溶剂中，得到内层溶液，将0.5～1.0g聚合物溶解于5～15ml强挥发性有机溶剂中，搅拌至完全溶解，得到外层溶液；
(2)设定喷丝头与接收板距离为10-18cm，调整芯层溶液流速为0.1～0.5ml/h，喷丝头直径为0.9mm，外层溶液流速为0.5～2.0ml/h，喷丝头直径为1.2mm，待其稳定挤出时，施加12-20kv的高压静电，通过铝箔接收器，得到负载抗菌药物的纳米纤维。
2.根据权利要求1所述的同轴静电纺丝法制备超细抗菌纳米纤维，其特征在于：所述的抗菌药物为无机、有机或生物抗菌剂。
3.根据权利要求2所述的同轴静电纺丝法制备超细抗菌纳米纤维，其特征在于：所述的抗菌药物为盐酸四环素或头孢噻吩钠。
4.根据权利要求1所述的同轴静电纺丝法制备超细抗菌纳米纤维，其特征在于：步骤1所述的溶剂为三氟乙醇或水，有机溶剂为三氟乙醇。
5.根据权利要求1所述的同轴静电纺丝法制备超细抗菌纳米纤维，其特征在于：步骤1所述的聚合物为天然或合成聚合物及其共聚物或它们的共混物。
6.根据权利要求5所述的同轴静电纺丝法制备超细抗菌纳米纤维，其特征在于：所述的聚合物为聚乳酸-聚己内酯P(LLA-CL)，其中，聚乳酸与聚己内酯的重量比为50～75∶50～25。
7.根据权利要求1所述的同轴静电纺丝法制备超细抗菌纳米纤维，其特征在于：所述的抗菌纳米纤维的直径为150～250nm。
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2008
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