[發明專利]一種生物可降解復合纖維及其生產方法

有效

• 申請號: 201010288044.0
• 申請日: 2010-09-16
• 公開（公告）號: CN101949071A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 吳德峰;陸靚靚;張明
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: D01F8/14
• 分類號: D01F8/14;D01D1/02;D01D5/00;A61L27/26;A61L27/50;A61L27/56
• 代理公司: 揚州市錦江專利事務所 32106
• 代理人: 江平

技術領域

本發明涉及復合纖維生產技術領域，特別是具有良好的生物相容性和生物可降解性的復合纖維的制備方法。

背景技術

傳統的纖維制備技術只能制備直徑范圍為5～500μm的纖維，而在納米技術日益發展的今天，把纖維制成納米級的尺寸開始被人們所關注。目前靜電紡絲是唯一能直接、連續制備聚合物微/納米纖維的技術，因此得到了研究者們的廣泛重視。迄今為止已有多種聚合物采用靜電紡絲技術成功制備出了納米纖維，如聚乙烯醇，聚丙烯腈，聚酰亞胺，尼龍等，相關研究已日漸深入，但這些材料大多難降解或回收困難，由此造成的環境保護問題也日益嚴重。

從保護環境和保持社會可持續發展出發，一類有良好生物相容性和生物可降解性的材料開始被人們重視研究，聚己內酯、聚乳酸就是這樣一類高分子材料。

聚乳酸(PLA)：數均分子量約為100,000，熔融指數約為8g/10min，熔點約為165℃，是一種具有良好生物相容性和生物降解特性的聚合物，是美國FDA認可的一類生物材料，不僅具有較高的力學強度和模量，還具有良好的生物相容性和無毒性，并且可生物降解且降解速率較快，其降解產物乳酸可以參與人體內糖類代謝循環。因此它在組織工程中的應用極為廣泛，在骨、軟骨、人造皮膚、周圍神經修復等方面均可作為細胞生長載體使用。

聚己內酯(PCL)：數均分子量約為50,000，熔融指數約為7g/10min，熔點約為60℃，同樣是一種具有良好生物相容性和生物降解特性的聚合物，是美國FDA認可的一類生物材料。不過PCL分子鏈則較為柔軟，因此韌性較高但強度和模量不大。雖然其親水性較PLA強，但體內外降解速率較慢，且結晶性較高。

發明內容

本發明的目的在于利用靜電紡絲技術制備一種聚己內酯/聚乳酸復合的微/納米纖維，以滿足不同組織工程領域及其它材料領域的需求。

本發明由聚己內酯和聚乳酸兩種生物可降解組分構成，直徑為200～1100nm。

本發明的納米級纖維由聚己內酯和聚乳酸兩種生物可降解材料組成，在力學性能、降解速率等方面存在良好的互補性，將它們復合是獲得降解速率和力學性能介于兩者之間的新型生物材料的有效方法。

本發明的另一目的是提供生物可降解復合纖維的生產方法，包括以下步驟：

1)以三氯甲烷和二甲亞砜作為復配溶劑，將聚己內酯和聚乳酸溶于所述復配溶劑中，經超聲分散后制成透明均一的紡絲液，所述紡絲液中聚己內酯和聚乳酸占紡絲液總質量的8％～12％；

2)將所述紡絲液引入靜電紡絲裝置中，經噴射制成直徑為200～1100nm的微/納米纖維。

本發明利用一種簡便、直接、成本低廉的方法來制備聚己內酯/聚乳酸微/納米纖維，具有良好的生物相容性和生物降解速率的可調控性，通過調控工藝參數制備無形態缺陷(珠串)的納米纖維，納米纖維內部的均勻多孔結構增加了纖維的比表面積及孔隙率，使其在作為生物材料進行細胞培養時更利于細胞的粘附。該產品可作為組織工程支架材料，其微結構、機械性能、形態及材料的降解速率等都可通過調節工藝條件預先設計，以滿足不同需要。

另外，本發明所述步驟1)中，先將聚己內酯和聚乳酸溶于三氯甲烷中，經超聲分散后，再加入二甲亞砜，再進行超聲分散。三氯甲烷雖然是聚己內酯和聚乳酸的良溶劑，但其電導率不高，因此紡絲過程中射流不能充分細化從而無法得到納米級纖維；而適量加入具有較高電導率的二甲亞砜可以增加紡絲液的載荷能力，通過增大靜電牽引力來細化纖維從而獲得納米直徑的纖維。超聲分散的目的是為了使聚己內酯和聚乳酸能夠很好的溶于復配溶劑，進一步均化紡絲液。

所述步驟1)中，所述三氯甲烷和二甲亞砜的投料質量比為4∶1。通過加入適量的具有較高電導率的二甲亞砜可以增加紡絲液的載荷能力，但一方面二甲亞砜并非聚己內酯和聚乳酸的良溶劑，過多的二甲亞砜將會降低復配溶劑對聚己內酯和聚乳酸的溶解性，導致紡絲過程中不穩定流動現象的出現；另一方面二甲亞砜價格遠高于三氯甲烷，過多的二甲亞砜也會提高紡絲液成本。因此選擇三氯甲烷和二甲亞砜的投料質量比為4∶1，能夠在不影響溶劑溶解能力且保持合適的成本的情況下提高紡絲液的導電性，提升紡絲質量。

所述步驟1)中，所述聚己內酯和聚乳酸的投料質量比為90∶10～10∶90。通過調整聚己內酯與聚乳酸的共混比例即可達到材料降解速率可控的目的。

所述步驟2)中，靜電紡絲裝置中噴絲頭與接收板之間的距離為15cm，靜電紡絲電壓為12～24kV。

附圖說明

圖1為本發明實施例1得到的聚己內酯/聚乳酸復合纖維的光學顯微鏡照片。