CN108385206A - 一种魔芋葡甘聚糖电响应螺旋仿生纤维及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种魔芋葡甘聚糖电响应螺旋仿生纤维及其制备方法。魔芋葡甘聚糖电响应螺旋仿生纤维的制备方法，包括制备混合溶液、制备芯材纺丝液、制备壁材纺丝液、制备魔芋葡甘聚糖电响应螺旋仿生纤维。本发明的魔芋葡甘聚糖电响应螺旋仿生纤维，通过调节多相流体在微流控通道中的流动行为，再结合流体的快速凝胶化，在流体中掺入具有电响应的导电聚合物单体聚3,4‑乙烯二氧噻吩，就可以赋予螺旋纤维不同的刺激响应功能。本发明制得的魔芋葡甘聚糖螺旋仿生纤维相较于其他的医用纤维具有更加安全、力学强度大、反应能力强等优点；另外魔芋葡甘聚糖本身是一种食用材料，被人体吸收后对人体无毒无害，且抗菌性强，不易受到细菌、真菌的感染。

Description

一种魔芋葡甘聚糖电响应螺旋仿生纤维及其制备方法
技术领域 本发明涉及一种仿生纤维及其制备方法，具体涉及一种魔芋葡甘聚糖电响应螺旋仿生纤维及其制备方法。
背景技术 医用纤维在生物医学领域中具有着不可替代的作用，目前关于这方面的研究有很多，但是大多数主要集中在简单的医用纤维上，比如纤维原材料或纤维某一方面功能的创新，开发新型具有物理化学性质的智能多功能生物纤维仍然是个难题，微流控是一种使用尺寸为数十到数百微米的微管道处理或操纵体积为纳升到皮升的微小流体的系统所涉及的科学和技术。具有微型化、集成化等优点，其重要特征之一是微尺度环境下具有独特的流体性质，如层流和液滴等，借助这些独特的流体现象，可以实现一系列常规方法所难以完成的微加工和微操作。在生物医学研究中具有巨大的发展潜力和广泛的应用前景。
魔芋葡甘聚糖（KGM）是由甘露糖和葡萄糖以β-1,4糖苷键连接的线性高分子化合物，具有良好的生物相容性强，粘度高，缓释性良好，抗菌性强，已广泛应用于生物技术、医疗卫生等领域，目前应用魔芋葡甘聚糖制备电响应螺旋仿生纤维尚未见报道。
申请号为201310666033.5的发明专利“复合医用纤维”（申请日：2012-02-26），介绍了一种将粘胶原液与稀土碳酸盐微粒按100：2的质量比例在160℃条件下均匀混合获得混合液，制备初生丝，将初生丝进行牵伸形成复合纤维长丝。该医用纤维能很好的防止X射线的照射，可用于病房中的防护服，并且具有天然可降解功能，但是该纤维无法制备出特殊的螺旋状，不能满足传递生物体信息的要求。
申请号为201410585757.1的发明专利“一种医用纤维材料”（申请日：2014-10-28），介绍了一种由碳纤维50-80份，酚醛树脂10-20份，聚氨酯8-15份，增强剂1-10份，增粘剂1-5份，聚乙烯醇3-8份，淀粉1-10份制备而成的纤维材料。该材料具有合适的密封强度，增加了热稳定性，在具有渗透性的同时能对液体的阻隔，而且易分解，不会对环境造成污染。但是其生产成本高、产率低，不利于大规模推广。
申请号为201410641426.5的发明专利“一种医用纤维基高分子材料及其制备方法”（申请日：2014-11-14），介绍了一种将聚酯纤维14-26份、木质纤维素4-8份、微晶纤维素3-7份、羟乙基纤维素3-6份、聚戊烯醇4-8份、过氧化二异丙苯2-5份、丁腈橡胶15-18份、异戊橡胶5-12份、聚氨酯橡胶4-10份投入高温反应釜中加热，再进行螺杆挤压，挤压后造粒得医用纤维基高分子材料。该材料具有一定的适用性，但该材料制备的纤维直径较粗，尺寸和外观均不可控，不具有生物相容性，只能用做普通医学器械的原料。
发明内容 本发明的目的是提供一种魔芋葡甘聚糖电响应螺旋仿生纤维及其制备方法，利用魔芋葡甘聚糖良好的生物相容性，可与细胞、组织、器官紧密结合的特点，结合微流控技术，以魔芋葡甘聚糖和其它辅料作为芯才，聚3,4-乙烯二氧噻吩作为壁材，制备一种具有弹簧基本特性——螺距可复性改变的电响应螺旋仿生纤维。
本发明的一种魔芋葡甘聚糖电响应螺旋仿生纤维的制备方法，其特征在于制备步骤如下：
（1）制备混合溶液：按重量取魔芋葡甘聚糖15-20份，异戊橡胶2-5份，木质纤维素3-7份，于100℃条件下，600r/min加热搅拌60-80min，得均匀混合溶液；
（2）制备芯材纺丝液：向步骤（1）的混合溶液加入聚酯纤维18-24份、微晶纤维素5-9份、羟乙基纤维素4-8份，100℃条件下，600r/min加热搅拌30-70min，得微流控芯材纺丝液；
（3）制备壁材纺丝液：取聚3,4-乙烯二氧噻吩 2-6份，FeCl3 2-6份，乙醇 3-5份，于25℃条件下，500r/min搅拌30-50min，得壁材纺丝液；
（4）制备魔芋葡甘聚糖电响应螺旋仿生纤维：用微流控装置进行纺丝，内孔道通入步骤（2）的芯材纺丝液，微流泵的推注速度为18 mL.h-1；外孔道通入步骤（3）的壁材纺丝液，微流泵的推注速度为30 mL.h-1 ，得魔芋葡甘聚糖电响应螺旋仿生纤维。
本发明的魔芋葡甘聚糖电响应螺旋仿生纤维，通过调节多相流体在微流控通道中的流动行为，再结合流体的快速凝胶化，在流体中掺入具有电响应的导电聚合物单体聚3,4-乙烯二氧噻吩，就可以赋予螺旋纤维不同的刺激响应功能。本发明的优点在于，充分利用了魔芋葡甘聚糖的粘性强、抗菌性强、安全性高、生物相容性好等优点，添加其他助剂，使其在保留魔芋葡甘聚糖的优良特性的同时，具备电响应性及稳定性。本发明制得的魔芋葡甘聚糖螺旋仿生纤维相较于其他的医用纤维具有更加安全，力学强度大，反应能力强等优点；另外魔芋葡甘聚糖本身是一种食用材料，被人体吸收后对人体无毒无害，且抗菌性强，不易受到细菌、真菌的感染；在天然胶质中,其水凝胶具有最高的粘度，可与水凝胶膜，细胞等紧密结合。
具体实施方式 为了充分公开本发明的魔芋葡甘聚糖电响应螺旋仿生纤维及其制备方法，下面结合实施例加以说明。
实施例1 一种魔芋葡甘聚糖电响应螺旋仿生纤维的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备混合溶液：按重量取魔芋葡甘聚糖15份，异戊橡胶2份，木质纤维素3份，于100℃条件下，600r/min加热搅拌60min，得均匀混合溶液；
（2）制备芯材纺丝液：向步骤（1）的混合溶液加入聚酯纤维18份、微晶纤维素5份、羟乙基纤维素4份，100℃条件下，600r/min加热搅拌30min，得微流控芯材纺丝液；
（3）制备壁材纺丝液：取聚3,4-乙烯二氧噻吩 2份，FeCl3 2份，乙醇 3份，于25℃条件下，500r/min搅拌30min，得壁材纺丝液；
（4）制备魔芋葡甘聚糖电响应螺旋仿生纤维：用微流控装置进行纺丝，内孔道通入步骤（2）的芯材纺丝液，微流泵的推注速度为18 mL.h-1；外孔道通入步骤（3）的壁材纺丝液，微流泵的推注速度为30 mL.h-1 ，得魔芋葡甘聚糖电响应螺旋仿生纤维。
实施例2 一种魔芋葡甘聚糖电响应螺旋仿生纤维的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备混合溶液：按重量取魔芋葡甘聚糖20份，异戊橡胶5份，木质纤维素7份，于100℃条件下，600r/min加热搅拌80min，得均匀混合溶液；
（2）制备芯材纺丝液：向步骤（1）的混合溶液加入聚酯纤维24份、微晶纤维素9份、羟乙基纤维素8份，100℃条件下，600r/min加热搅拌70min，得微流控芯材纺丝液；
（3）制备壁材纺丝液：取聚3,4-乙烯二氧噻吩6份，FeCl3 6份，乙醇 5份，于25℃条件下，500r/min搅拌50min，得壁材纺丝液；
（4）制备魔芋葡甘聚糖电响应螺旋仿生纤维：用微流控装置进行纺丝，内孔道通入步骤（2）的芯材纺丝液，微流泵的推注速度为18 mL.h-1；外孔道通入步骤（3）的壁材纺丝液，微流泵的推注速度为30 mL.h-1 ，得魔芋葡甘聚糖电响应螺旋仿生纤维。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (5)

1.一种魔芋葡甘聚糖电响应螺旋仿生纤维的制备方法，其特征在于制备步骤如下：
（1）制备混合溶液：按重量取魔芋葡甘聚糖15-20份，异戊橡胶2-5份，木质纤维素3-7份，于100℃条件下，600r/min加热搅拌60-80min，得均匀混合溶液；
（2）制备芯材纺丝液：向步骤（1）的混合溶液加入聚酯纤维18-24份、微晶纤维素5-9份、羟乙基纤维素4-8份，100℃条件下，600r/min加热搅拌30-70min，得微流控芯材纺丝液；
（3）制备壁材纺丝液：取聚3,4-乙烯二氧噻吩 2-6份，FeCl3 2-6份，乙醇 3-5份，于25℃条件下，500r/min搅拌30-50min，得壁材纺丝液；
（4）制备魔芋葡甘聚糖电响应螺旋仿生纤维：用微流控装置进行纺丝，内孔道通入步骤（2）的芯材纺丝液，微流泵的推注速度为18 mL.h-1；外孔道通入步骤（3）的壁材纺丝液，微流泵的推注速度为30 mL.h-1 得魔芋葡甘聚糖电响应螺旋仿生纤维。
2.根据权利要求1所述的一种魔芋葡甘聚糖电响应螺旋仿生纤维的制备方法，其特征在于所述制备混合溶液：按重量取魔芋葡甘聚糖20份，异戊橡胶5份，木质纤维素7份，于100℃条件下，600r/min加热搅拌80min，得均匀混合溶液。
3.根据权利要求1所述的一种魔芋葡甘聚糖电响应螺旋仿生纤维的制备方法，其特征在于所述制备芯材纺丝液：向步骤（1）的混合溶液加入聚酯纤维24份、微晶纤维素9份、羟乙基纤维素8份，100℃条件下，600r/min加热搅拌70min，得微流控芯材纺丝液。
4.根据权利要求1所述的一种魔芋葡甘聚糖电响应螺旋仿生纤维的制备方法，其特征在于所述制备壁材纺丝液：取聚3,4-乙烯二氧噻吩6份，FeCl3 6份，乙醇 5份，于25℃条件下，500r/min搅拌50min，得壁材纺丝液。
5.由权利要求1-4所述的任一方法制备的魔芋葡甘聚糖电响应螺旋仿生纤维。
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