CN1569254A - 壳聚糖纳米超细纤维膜材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种壳聚糖纳米超细纤维膜材料及其制备方法，属于组织修复材料技术。该膜材料为质量百分比占10～90％的壳聚糖与聚乙烯醇或聚氧化乙烯的直径为50nm～500nm的超细纤维形成的厚度为10μm～50μm的薄膜。其制备过程：将壳聚糖溶于乙酸水溶液中，然后按壳聚糖/第二组分质量比为10/90～90/10向溶液中加入PVA或PEO，配制成浓度为4～8％的纺丝溶液注入到静电纺丝装置中，在电压为5kV～30kV、溶液流量为0.1mL/h～0.5mL/h、接收距离为5cm～25cm的条件下静电纺丝成膜材料。本发明的优点在于，该膜材料用作人工皮肤或人工软骨材料，具有吸液量大、在体内可降解、细胞亲和性好及促进坏损组织康复的优点，其制备方法过程简单。
Description
技术领域
本发明涉及一种壳聚糖纳米超细纤维膜材料的制备方法，属于组织修复材料技术。
背景技术
壳聚糖为甲壳素的脱乙酰化产物，具有近似于细胞外基质中糖胺聚糖的化学结构，且可被溶菌酶降解，已用于人工皮肤、手术缝合线等生物医用产品。
在皮肤和软骨的修复中，壳聚糖可提供与细胞和生物活性物质相结合的活性位点，生物相容性良好。现有的壳聚糖修复物多为厚度在1mm以上的多孔泡沫膜，或以直径为10μm左右的单纤维构成的无纺布或织物，其结构尺度与细胞外基质中胶原和糖胺聚糖相差甚远，后者为50nm～500nm的纤维或原纤维。
区别于传统纺丝，静电纺丝是借助于外加电场作用下的纺丝过程。在高压电场作用下，受静电排斥力、库仑力和本身表面张力的共同作用，从毛细管顶端喷射出来的聚合物细流沿不稳定的螺旋轨迹曲线运动，在几十毫秒内被牵伸千万倍，从而形成超细纤维(Reneker DH，Yarin AL，Fong H，et al.Bending instability of electrically charged liquid jets ofpolymer solutions in electrospinning.J Appl Phys 2000，87(9)：4531)。超细纤维被直接收集在接收屏上，形成无纺超细纤维膜。利用此方法可以制备直径为50nm～500nm的超细纤维膜材料。
Zong等的研究工作表明，利用静电纺丝制备的生物降解性聚α-羟基酸酯超细纤维膜，可用作细胞储藏和释放的载体(Zong XH，Chu B，Fang DF，et al.Cell storage anddelivery system.US Patent 2003 054035)。Luu等将DNA合并入丙交酯乙交酯共聚物(PLGA)溶液进行静电纺丝，形成了纳米纤维结构的DNA转载支架(Luu YK，Kim K，HsiaoBS el al.Development of a nanostructured DNA delivery scaffold via electrospinning of PLGAand PLA-PEG block copolymer.J Control Release 2003，89(2)：341)。Li等用静电纺丝制备了PLGA无纺纤维网，从孔隙率、力学性能以及对细胞的粘附等方面指出它可以满足组织工程支架的基本要求(Li WJ，Laurencin CT，Caterson EJ et al.Electrospun nanofirousstructure：a novel scaffold for tissue engineering.J Biomed Mater Res 2002，60(4)：613)。
现有的超细纤维修复膜材料，未见到单纯对壳聚糖超细纤维膜的研究报道或发明专利。
发明内容
本发明的目的在于提供一种壳聚糖纳米超细纤维膜材料及其制备方法，该膜材料用作人工皮肤或人工软骨材料，具有吸液量大、在体内可降解、细胞亲和性好及促进坏损组织康复的优点，其制备方法过程简单。
为达到上述目的，本发明是通过下述技术方案加以实现的。一种壳聚糖纳米超细纤维膜材料，其特征在于，该膜材料为质量百分比为10～90％的壳聚糖与聚乙烯醇或聚氧化乙烯的直径为50nm～500nm的超细纤维形成厚度为10μm～50μm的薄膜。
上述纳米超细纤维膜材料的制备方法，其特征在于包括以下过程：将粘均相对分子质量(
Mη)为5万～100万的壳聚糖溶于1％～5％的乙酸水溶液中，然后按壳聚糖/第二组分质量比为10/90～90/10向溶液中加入PVA或PEO，配制成浓度4～8％的纺丝溶液注入到静电纺丝装置中，在电压为5kV～30kV、溶液流量为0.1mL/h～0.5mL/h、接收距离为5cm～25cm的条件下静电纺丝成膜。
本发明的优点在于，该膜材料用作人工皮肤或人工软骨材料，具有吸液量大、在体内可降解、细胞亲和性好及促进坏损组织康复的优点，其制备方法过程简单。
具体实施方式
实施例1：
取
Mη为20万的壳聚糖0.6g，取聚合度为1750±50、醇解度为98％的PVA 0.6g，分别在磁力搅拌下于室温溶于10mL 2％稀乙酸中，然后两者混合形成20mL透明的纺丝溶液。向带有内径为0.8mm平口针头的50mL注射器中注入纺丝溶液，将注射器固定在微量注射泵上，在距离针头10cm处垂直放置接地的金属接收屏。将针头与10kV的高压直流电源相连，设定0.1mL/h流量进行静电纺丝，以72h后在接收屏上收集到直径小于200nm的超细纤维膜，超细纤维中含有少量的梭形珠。
实施例2：
取
Mη为65万的壳聚糖0.6g，取
Mη为230万的PEO 0.6g，在磁力搅拌下于室温溶于20mL 2％稀乙酸中，得到透明的纺丝溶液。同样使用带有内径为0.8mm平口针头的50mL注射器，在接收距离为20cm、电压为15kV、溶液流量为0.1mL/h条件下进行静电纺丝，以72h后在接收屏上收集到直径为100nm～300nm的超细纤维膜。
实施例3：
取
Mη为10万的壳聚糖0.8g，取聚合度为1750±50、醇解度为98％的PVA 1.2g，分别在磁力搅拌下于室温溶于25mL 2％稀乙酸中，然后两者混合形成50mL透明的纺丝溶液。同样使用带有内径为0.8mm平口针头的50mL注射器，在接收距离为15cm、电压为15kV、溶液流量为0.1mL/h条件下进行静电纺丝，以72h后在接收屏上收集到直径小于200nm的超细纤维膜。
实施例4：
取
Mη为65万的壳聚糖0.8g，取
Mη为150万的PEO 0.4g，在磁力搅拌下于室温溶于20mL 2％稀乙酸中，得到透明的纺丝溶液。同样使用带有内径为0.8mm平口针头的50mL注射器，在接收距离为20cm、电压为15kV、溶液流量为0.1mL/h条件下进行静电纺丝，以72h后在接收屏上收集到直径为100nm～300nm的超细纤维膜。
Claims (2)
1、一种壳聚糖纳米超细纤维膜材料，其特征在于：该膜材料是由质量百分比占10～90％的壳聚糖与聚乙烯醇或聚氧化乙烯的直径为50nm～500nm的超细纤维形成厚度为10μm～50μm的薄膜。
2、一种按权利要求1所述壳聚糖纳米超细纤维膜材料的制备方法，其特征在于包括以下过程：将粘均相对分子质量Mη为5万～100万的壳聚糖溶于1％～5％的乙酸水溶液中，然后按壳聚糖/第二组分质量比为10/90～90/10向溶液中加入PVA或PEO，配制成浓度为4～8％的纺丝溶液注入静电纺丝装置中，在电压为5kV～30kV、溶液流量为0.1mL/h～0.5mL/h、接收距离为5cm～25cm的条件下静电纺丝成膜。
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