CN101705580B - 胶原超细纤维膜材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种胶原超细纤维膜材料的制备方法，包括如下步骤：a)将胶原溶于磷酸盐水溶液，然后加入适量的无水乙醇，制成混合液，使得所述的胶原在混合液中的质量百分浓度为10％～30％；b)将上述混合液，在室温(25℃左右)下进行搅拌，得到均一透明的混合液；将上述均一透明的混合液注入静电纺丝装置中进行静电纺丝，得到胶原超细纤维膜材料。本发明的优点在于，通过简单的水/乙醇/盐溶液体系溶解并电纺制备了胶原超细纤维膜，制备方法简单，制备过程环保无污染。此外，此方法制备的胶原超细纤维膜可以快速有效的用常用交联方法交联，为开发其作为组织工程支架材料或伤口包覆材料奠定了基础。

Description

胶原超细纤维膜材料的制备方法
技术领域
本发明属于可生物降解及可生物吸收的生物高分子无纺布材料领域，特别涉及胶原超细纤维膜材料的制备方法。
背景技术
作为组织工程支架材料、伤口包覆材料等的生物医用材料，所应该具有的一个重要的特性，就是生物相容性能，即材料的成分能够模仿细胞外基质的特性。过去主要研究的对象都集中在人工合成高分子上，但由于其相比天然高分子在化学性质、结构性能存在特异性，使得人工合成高分子在体内的应用也受到很大限制。胶原作为细胞外基质的主要成分，是一种生物起源的天然高分子，由胶原制备的多孔支架材料也就引起人们的广泛关注。
静电纺丝是一种制备聚合物超细纤维的简单而且有效的加工工艺，而静电纺丝制品由于具有超大比表面积和超大孔隙率等特点特别适合在生物医学材料方面的应用。通过对生物高分子材料进行静电纺丝，可制得在结构和功能上与天然细胞外基质相似的，并且具有较好的生物相容性，以及具有一定的强度和稳定性的新型生物医用材料，该材料是体内植入材料及人体器官再造的理想材料之一。
胶原超细纤维材料的电纺制备，最早是在水溶液体系中加入人工合成高分子聚环氧乙烷实现的，而纯胶原纤维的制备则是利用一种特殊的溶剂六氟异丙醇实现的。三种类型的胶原均可以溶解在六氟异丙醇中，已有的文献报道显示纺丝液的浓度约为0.05g/mL。六氟异丙醇利用三氟端破坏了胶原分子内的疏水基相互作用，同时弱酸性的羟基也破坏了胶原分子内的氢键作用。然而由于六氟异丙醇的腐蚀性和细胞毒性，开发无毒、环保的制备体系就显得十分必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对上述现有技术现状，而提供一种开发无毒、制备方法简单、环保的胶原超细纤维膜材料的制备方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种胶原超细纤维膜材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a)将胶原溶于磷酸盐水溶液，然后加入适量的无水乙醇，制成混合液，使得所述的胶原在混合液中的质量百分浓度为10％～30％；
b)将上述混合液，在室温(25℃左右)下进行搅拌，得到均一透明的混合液；将上述均一透明的混合液注入静电纺丝装置中进行静电纺丝，得到胶原超细纤维膜材料。
所述的胶原，可以为胶原I、胶原II及胶原III中的任一种，其重均分子量为5万～40万；所述的磷酸盐溶液是由质量百分浓度为：2％～25％氯化钠、0.05％～1％氯化钾、0.05％～1％磷酸二氢钾、0.5％～10％磷酸氢二钠溶于去离子水配制；所所述的无水乙醇与胶原磷酸盐水溶液的体积比为1∶3～3∶1；所述的静电纺丝的条件为：电压为15～30kV、溶液流量为10～100μL/min、接收距离为5cm～25cm。
所述的得到胶原超细纤维膜材料可在室温(25℃左右)下进一步进行真空干燥。
利用化学交联的方法提供不同交联度的胶原超细纤维膜材料：将上述电纺得到的胶原超细纤维膜材料置于乙醇/水的混合溶液中，加入计量的交联剂，于0～40℃交联4～48小时，然后用大量的去离子水洗涤直至残余的交联剂完全洗涤掉，然后于40～60℃真空干燥箱中真空干燥2天左右。其中胶原超细纤维膜材料与乙醇/水的混合溶液按g/ml的重量与体积比1∶20～2000，乙醇与水的体积比为80～100∶0～20，交联剂在混合溶液中浓度为1～200mmol/L。
所述交联剂选自碳二亚胺，碳二亚胺/N-羟基琥珀酰亚胺组合物，戊二醛，蚁醛，双环氧化合物或二乙烯基砜中的一种。
与现有技术相比，本发明的优点在于，通过简单的水/乙醇/盐溶液体系溶解并电纺制备了胶原超细纤维膜，制备方法简单，制备过程环保无污染。此外，此方法制备的胶原超细纤维膜可以快速有效的用常用交联方法交联，为开发其作为组织工程支架材料或伤口包覆材料奠定了基础。
具体实施方式
下面根据实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例一
将重均分子量(Mw)为10万的胶原溶于磷酸盐水溶液，该磷酸盐水溶液中的氯化钠质量百分浓度为10.6％，氯化钾质量百分浓度为0.4％，磷酸二氢钾质量百分浓度为0.4％，磷酸氢二钠质量百分浓度为4％；配制成质量百分浓度为20％的胶原水溶液，然后加入等体积的无水乙醇，将混合液在25oC下进行搅拌，得到均一透明的混合液；将上述均一透明的混合液注入静电纺丝装置中进行静电纺丝，在电压为20kV、溶液流量为50μL/min、接收距离为15cm的条件下进行静电纺丝。
实施例二
将重均分子量(Mw)为10万的胶原溶于磷酸盐水溶液，该磷酸盐水溶液中的氯化钠质量百分浓度为6.6％，氯化钾质量百分浓度为0.6％，磷酸二氢钾质量百分浓度为0.6％，磷酸氢二钠质量百分浓度为3％；配制成质量百分浓度为20％的胶原水溶液，然后加入等体积的无水乙醇，将混合液在25oC下进行搅拌，得到均一透明的混合液；将上述均一透明的混合液注入静电纺丝装置中进行静电纺丝，在电压为25kV、溶液流量为60μL/min、接收距离为20cm的条件下进行静电纺丝。
将上述电纺得到的胶原超细纤维膜材料50mg置于5mL乙醇/水的混合溶液中，加入总浓度为100mM的碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺组合交联剂(其中碳二亚胺与N-羟基琥珀酰亚胺的摩尔比为1∶1)，于4℃交联10小时，然后用大量的去离子水洗涤直至残余的交联剂完全洗涤掉，然后于40℃真空干燥箱中真空干燥2天左右，得到能够用于伤口包覆材料或组织工程支架材料使用的不溶于水的胶原超细纤维膜材料。

Claims (2)

1.一种胶原超细纤维膜材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a)将胶原溶于磷酸盐水溶液，然后加入适量的无水乙醇，制成混合液，使得所述的胶原在混合液中的质量百分浓度为10％～30％；
b)将上述混合液，在室温下进行搅拌，得到均一透明的混合液；将上述均一透明的混合液注入静电纺丝装置中进行静电纺丝，得到胶原超细纤维膜材料；
所述的胶原，其重均分子量为5万～40万；
所述的磷酸盐溶液是由质量百分浓度为：2％～25％氯化钠、0.05％～1％氯化钾、0.05％～1％磷酸二氢钾、0.5％～10％磷酸氢二钠溶于去离子水配制；
所述的无水乙醇与胶原磷酸盐水溶液的体积比为1∶3～3∶1；
所述的静电纺丝的条件为：电压为15～30kV、溶液流量为10～100μL/min、接收距离为5cm～25cm。
2.如权利要求1所述的胶原超细纤维膜材料的制备方法，其特征在于，所述的胶原，为胶原I、胶原II及胶原III中的任一种。 
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