[發明專利]一種含多壁碳納米管的CS/PVA 復合納米纖維及其制備方法

無效

• 申請號: 201010291840.X
• 申請日: 2010-09-26
• 公開（公告）號: CN101942709A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: 史向陽;廖輝輝;齊瑞嶺;沈明武;曹雪雁;郭睿
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: D01F8/18
• 分類號: D01F8/18;D01F8/10;D01F1/10;D01F11/06;D01D1/02;D01D5/00;A61L27/44;A61L27/56
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發明屬于CS/PVA復合納米纖維及其制備領域，特別涉及一種含多壁碳納米管的CS/PVA復合納米纖維及其制備方法。

背景技術

組織工程是應用生命科學與工程學的原理與技術，在正確認識哺乳動物的正常及病理兩種狀態下的組織結構與功能關系的基礎上，研究開發用于修復、維護、促進人體各種組織或器官損傷后的功能和形態的生物替代物的一門新興學科。其基本原理是將體外培養擴增的正常組織細胞吸附于一種具有優良細胞相容性并可被機體降解吸收的生物材料上形成復合物，然后將細胞-生物材料復合物植入人體組織、器官的病損部位，在作為細胞生長支架的生物材料逐漸被機體降解吸收的同時，細胞不斷增殖、分化，形成新的并且其形態、功能方面與相應組織、器官一致的組織，從而達到修復創傷和重建功能的目的。

組織工程的生物材料-組織工程支架材料是組織工程的基礎，為細胞提供一個黏附、增殖、分化及生長的三維支架式外環境，因此找到一種合適的支架材料是最關鍵的一步。支架必須具有以下特點：(1)生物相容性：要讓細胞附著在支架上成長，支架的材料必須是無毒的，具有生物相容性，而且支架的表面需適合細胞附著，因此支架需要有大的比表面積，同時支架要能在細胞繁殖的期間，分解成對人體無害的物質。(2)強度：因為支架將移植入體內，所以必須具備一定的強度。

由于納米纖維的高長徑比、高空隙率和高比表面積等優點，其應用范圍越來越廣泛，作為制造納米纖維的有效方法之一，靜電紡技術倍受世人的關注。Doshi，J等人[Doshi，J.；Reneker，D.H.，Electrospinning?process?and?applications?of?electrospun?fibers.Journal?of?Electrostatics?1995，35，(2-3)，151-160.]對靜電紡絲過程、條件、及纖維形貌方面都有比較成熟的研究。實驗證明靜電紡受電壓、溶液的電導率、粘度、表明張力等因素的影響。靜電紡絲納米纖維已經應用于組織工程的各個方面。靜電紡納米纖維獨特的結構特點可以滿足細胞生長的需求，該方法制備的納米纖維具有較好的蛋白吸附功能，表面暴露的活性基團，有利于進行化學修飾，其多孔結構有助于細胞的黏附和伸長等，同時可以通過對纖維的表面或是在溶液中加入一些特定的物質以改善纖維的物理機械性能，滿足組織過程與臨床需要。靜電紡絲工藝流程簡單，普遍適用于現有的天然或合成性聚合物。

殼聚糖(Chitosan，CS)是甲殼素的脫乙酰衍生物，是天然多糖中惟一的堿性多糖，可以從蝦殼、蟹殼還有一些細菌的細胞壁中大量提取。CS表面存在大量游離的氨基和羥基，因此可以參加很多化學反應。作為無毒、來源豐富、具有良好生物相容性及生物可降解性且具有抗菌止血性能的天然大分子，CS已經成為應用廣泛的生物材料之一。聚乙烯醇(PVA)分子具有規整的線性結構，分子內含有大量的游離羥基，形成大量的分子內和分子間氫鍵，具有很好的可紡性。通過靜電紡絲方法，可以得到形態很好的纖維。另外，PVA具有良好的生物相容性和化學穩定性，在藥學、醫學和食品工程等領域都有廣泛的應用。Chuang，W.Y等人[Chuang，W.Y.；Young，T.H.；Yao，C.H.；Chiu，W.Y.，Properties?of?the?poly(vinyl?alcohol)/chitosan?blend?and?its?effect?on?the?culture?of?fibroblast?in?vitro.Biomaterials?1999，20，(16)，1479-1487.]通過靜電紡絲方法制備了PVA及PVA/CS納米纖維，實驗證明當在溶液中混入了CS后，納米纖維更有利于細胞的培養，細胞在PVA/CS混合膜上能夠更好地遷移、黏附和增殖。