CN1944724A - 胶原蛋白和壳聚糖复合纳米纤维及膜静电纺丝的制备方法 - Google Patents

胶原蛋白和壳聚糖复合纳米纤维及膜静电纺丝的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及胶原蛋白和壳聚糖复合纳米纤维及膜静电纺丝的制备方法。包括步骤：(1)制备混合溶剂；(2)制备壳聚糖溶液；(3)制备胶原蛋白溶液；(4)制备胶原蛋白和壳聚糖混合溶液；(5)壳聚糖溶液和胶原蛋白混合溶液的静电纺丝，得到胶原蛋白和壳聚糖的复合纳米纤维，是很有应用前途的新型生物材料，特别是应用于仿生组织细胞外基质和药物缓释。

Description

胶原蛋白和壳聚糖复合纳米纤维及膜静电纺丝的制备方法
                           技术领域
本发明属于静电纺丝领域，具体涉及胶原蛋白和壳聚糖复合纳米纤维及膜静电纺丝的制备方法。
                           背景技术
目前，为了制备理想的组织工程支架材料和药物缓释体系，已研究了很多高分子材料的静电纺丝，例如，胶原蛋白、壳聚糖、聚乳酸、聚己内酯，但是由于材料本身性能的局限性，限制了它们的应用。为了改善静电纺丝材料的性能和拓宽应用范围，特别是改善在生物材料中的应用性能，研究者研究了很多材料复合进行静电纺丝的技术。到目前为止尚未见报道胶原蛋白和壳聚糖的复合纳米纤维的静电纺丝方法。壳聚糖是唯一的碱性天然多糖，分子链上具有众多自由氨基，因而可形成聚阳离子电解质。壳聚糖有优良的生物相容性及抗菌、防腐、止血、促进伤口愈合、抑制溃疡等功能，成膜性好，机械强度高，具有生物可降解性。胶原蛋白是具有三条肽链形成三螺旋的特殊蛋白质，也有许多特殊功能，更是细胞外基质的结构蛋白质，在其等电点以上带负电，可与带正电的壳聚糖形成聚两性电解质，可实现性能互补，成为很有应用前途的新材料。特别是用于仿生由聚多糖和高分子蛋白组成的天然细胞外基质和植于体内的药物缓释体系。
                          发明内容
本发明的目的是提供一种胶原蛋白和壳聚糖的复合纳米纤维及膜静电纺丝制备方法
本发明的制备方法包括如下步骤：
(1)制备混合溶剂：将六氟异丙醇和三氟乙酸以不同体积比例混合，三氟乙酸含量体积百分比为5-20％；
(2)制备壳聚糖溶液：将壳聚糖溶于六氟异丙醇和三氟乙酸的混合溶剂，0-50℃以下微热搅拌至透明，得到浓度为1-10％(克/毫升)的壳聚糖溶液；
(3)制备胶原蛋白溶液：将胶原蛋白溶于六氟异丙醇，常温或50℃以下微热搅拌至完全溶解，得到浓度为1-10％(克/毫升)的胶原蛋白溶液；
(4)制备胶原蛋白和壳聚糖混合溶液：将壳聚糖溶液和胶原蛋白溶液以各种体积比例混合，得到总浓度为4％-10％(克/毫升)的胶原蛋白和壳聚糖混合溶液；
(5)壳聚糖溶液和胶原蛋白混合溶液的静电纺丝，得到胶原蛋白和壳聚糖的复合纳米纤维。
东华大学生物材料与组织工程实验室静电纺丝设备；电压，8-40千伏；电场距离，60-200毫米；纺丝速率，50-250毫升/小时，如图1所示。纤维直径随纺丝溶液浓度增大有一定程度的增大，随壳聚糖含量的增加有一定程度的减小。
本发明使带负电的胶原蛋白和带正电的壳聚糖形成不同直径的聚两性电解质纳米纤维及膜，实现性能互补，成为很有应用前途的新型生物材料，特别是应用于仿生组织细胞外基质和药物缓释。
                           附图说明
图1.是胶原蛋白和壳聚糖的静电纺丝纤维扫描电镜照片
图2.是胶原蛋白和壳聚糖的静电纺丝薄膜数码相机照片
                         具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明作进一步的描述。
                           实施例一
将1克壳聚糖溶于10毫升以体积比80∶20混合的六氟异丙醇和三氟乙酸混合溶剂中，50℃以下微热搅拌至完全溶解，得到浓度为10％(克/毫升)的壳聚糖溶液；将1克胶原蛋白溶于10毫升六氟异丙醇中，50℃以下微热搅拌至完全溶解，得到浓度为10％(克/毫升)的胶原蛋白溶液；将两个溶液以体积比8∶2混合，得到总浓度为10％、壳聚糖和胶原蛋白质量比为8∶2的混合溶液；将混合溶液进行静电纺丝，纺丝条件：电压，20千伏；电场距离，130毫米；纺丝速率，80毫升/小时，得到胶原蛋白和壳聚糖的复合纳米纤维及薄膜。纤维平均直径417纳米。
                           实施例二
将1克壳聚糖溶于10毫升以体积比80∶20混合的六氟异丙醇和三氟乙酸混合溶剂中，50℃以下微热搅拌至完全溶解，得到浓度为10％(克/毫升)的壳聚糖溶液；将1克胶原蛋白溶于10毫升六氟异丙醇中，50℃以下微热搅拌至完全溶解，得到浓度为10％(克/毫升)的胶原蛋白溶液；将两个溶液以体积比5∶5混合，得到总浓度为10％、壳聚糖和胶原蛋白质量比为5∶5的混合溶液；将混合溶液进行静电纺丝，纺丝条件：电压，20千伏；电场距离，130毫米；纺丝速率，80毫升/小时，得到胶原蛋白和壳聚糖的复合纳米纤维及薄膜。纤维平均直径500纳米，如图所示。
                         实施例三
将1克壳聚糖溶于10毫升以体积比80∶20混合的六氟异丙醇和三氟乙酸混合溶剂中，50℃以下微热搅拌至完全溶解，得到浓度为10％(克/毫升)的壳聚糖溶液；将1克胶原蛋白溶于10毫升六氟异丙醇中，50℃以下微热搅拌至完全溶解，得到浓度为10％(克/毫升)的胶原蛋白溶液；将两个溶液以体积比2∶8混合得到总浓度为10％、壳聚糖和胶原蛋白质量比为2∶8的混合溶液；将混合溶液进行静电纺丝，纺丝条件：电压，20千伏；电场距离，130毫米；纺丝速率，80毫升/小时，得到胶原蛋白和壳聚糖的复合纳米纤维及薄膜，纤维平均直径679纳米。
                          实施例四
将0.8克壳聚糖溶于10毫升以体积比80∶20混合的六氟异丙醇和三氟乙酸混合溶剂中，50℃以下微热搅拌至完全溶解，得到浓度为8％(克/毫升)的壳聚糖溶液；将0.8克胶原蛋白溶于10毫升六氟异丙醇中，50℃以下微热搅拌至完全溶解，得到浓度为8％(克毫升)的胶原蛋白溶液；将两个溶液以体积比5∶5混合得到总浓度为8％、壳聚糖和胶原蛋白质量比为5∶5的混合溶液；将混合溶液进行静电纺丝，纺丝条件：电压，20千伏；电场距离，130毫米；纺丝速率，80毫升/小时，得到胶原蛋白和壳聚糖的复合纳米纤维及薄膜，纤维平均直径328纳米。

Claims (5)

1.一种胶原蛋白和壳聚糖复合纳米纤维及膜静电纺丝的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)制备混合溶剂：将六氟异丙醇和三氟乙酸以不同体积比例混合，三氟乙酸含量体积百分比为5-20％；
(2)制备壳聚糖溶液：将壳聚糖溶于六氟异丙醇和三氟乙酸的混合溶剂，0-50℃以下微热搅拌至透明，得到1-10％克/毫升的壳聚糖溶液；
(3)制备胶原蛋白溶液：将胶原蛋白溶于六氟异丙醇，常温或50℃以下微热搅拌至完全溶解，得到1-10％克/毫升的胶原蛋白溶液；
(4)制备胶原蛋白和壳聚糖混合溶液：将壳聚糖溶液和胶原蛋白溶液以各种体积比例混合，得到4％-10％克/毫升的胶原蛋白和壳聚糖混合溶液；
(5)壳聚糖溶液和胶原蛋白混合溶液的静电纺丝，得到胶原蛋白和壳聚糖的复合纳米纤维。
2.如权利要求1所述的一种胶原蛋白和壳聚糖复合纳米纤维及膜静电纺丝的制备方法，其特征在于步骤1中六氟异丙醇∶三氟乙酸的体积比是80∶20。
3.如权利要求1所述的一种胶原蛋白和壳聚糖复合纳米纤维及膜静电纺丝的制备方法，其特征在于步骤4中壳聚糖溶液∶胶原蛋白溶液体积比是8∶2，壳聚糖和胶原蛋白质量比是8∶2。
4.如权利要求1所述的一种胶原蛋白和壳聚糖复合纳米纤维及膜静电纺丝的制备方法，其特征在于步骤4中壳聚糖溶液∶胶原蛋白溶液体积比是5∶5，壳聚糖和胶原蛋白质量比是5∶5。
5.如权利要求1所述的一种胶原蛋白和壳聚糖复合纳米纤维及膜静电纺丝的制备方法，其特征在于步骤4中壳聚糖溶液∶胶原蛋白溶液体积比是2∶8，壳聚糖和胶原蛋白质量比是2∶8。
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