[發(fā)明專利]一種含多壁碳納米管的復(fù)合纖維材料及制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110344891.9
• 申請日: 2011-11-04
• 公開（公告）號: CN102534835A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓志超;許杉杉
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫中科光遠(yuǎn)生物材料有限公司
• 主分類號: D01F1/10
• 分類號: D01F1/10;D01F6/94;D01F6/52;D01F6/50;D01F6/92;D04H1/4382;D04H1/728;D01D1/02;A61L27/14;A61L27/18;A61L27/16;A61L27/08;A61L27/50
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技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種組織工程復(fù)合纖維材料，尤其涉及一種應(yīng)用于骨組織工程中含多壁碳納米管的復(fù)合纖維材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

組織工程是一個非常有潛力的研究領(lǐng)域，它以修復(fù)或替換人體內(nèi)病變、損傷組織為目的，為再生醫(yī)藥提供眾多機(jī)會。目前已有大量不同的工程組織，包括骨、軟骨、神經(jīng)、血管、皮膚等，其中，骨骼和軟骨組織的損傷和疾病，會造成劇烈的疼痛，甚至使人殘疾，所以通過組織工程進(jìn)行骨骼修復(fù)治療得到了高度重視。

通常情況下，骨組織工程涉及支架材料，需同時結(jié)合組織細(xì)胞和生物學(xué)規(guī)律。三維支架是一個其中非常關(guān)鍵的組件，它需要為細(xì)胞提供必要的支撐，使得在形成骨組織過程中細(xì)胞可以正常的繁殖和功能化，并且支架可以確定骨組織工程的整體移植形狀。目前，制作骨骼支架的技術(shù)已經(jīng)有顯著進(jìn)步，可以制備不同組分和三維結(jié)構(gòu)的支架，使用的技術(shù)有氣體發(fā)泡、溶劑刮膜、相分離和靜電紡絲，其中，靜電紡絲受到了越來越多的關(guān)注，主要是由于其結(jié)構(gòu)和組織細(xì)胞外基質(zhì)相似，加工材料可選范圍廣泛，以及設(shè)備簡單和運(yùn)營成本低。

純高分子材料體系的靜電紡絲已經(jīng)在過去十年中被深入研究過，最近研究熱點(diǎn)轉(zhuǎn)為無機(jī)納米粒子引入的可行性，如碳酸鈣、四氧化三鐵、碳納米管等，這些復(fù)合靜電紡絲網(wǎng)可以用于制備一些具有特定的功能的材料，尤其是應(yīng)用于骨組織工程；最近，有幾份報(bào)告上指出，在電刺激和纖維形態(tài)的協(xié)同影響下，可以對細(xì)胞生長起到引導(dǎo)和延伸作用。

因此，目前需要通過靜電紡絲技術(shù)，制備一類新的支架，使其在具有良好的生物相容性，機(jī)械性能，加工性能的同時，可以利用電刺激調(diào)節(jié)細(xì)胞的生理行為，利于骨組織細(xì)胞的生長，使其可應(yīng)用于在骨組織工程中。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種應(yīng)用于骨組織工程中含多壁碳納米管的復(fù)合纖維材料及其制備方法。

一種含多壁碳納米管的復(fù)合纖維材料，其特征在于：復(fù)合纖維材料由多壁碳納米管與有機(jī)高分子組成。

所述的有機(jī)高分子均分子量為5～30萬，選自聚氨基甲酸酯(PU)、聚醋酸乙烯酯(PVAc)、聚環(huán)氧乙烷(PEO)、聚乙烯醇(PVA)、聚乳酸(PLA)以及聚己內(nèi)酯(PCL)。

一種含多壁碳納米管的復(fù)合纖維材料的制備方法，其步驟如下：

(1)配制靜電紡絲溶液：將多壁碳納米管分散在有機(jī)溶劑中，超聲2小時，室溫?cái)嚢柽^夜；同時加入表面活性劑以改善懸浮液中多壁碳納米管的分散性；有機(jī)高分子室溫溶解于有機(jī)溶劑或有機(jī)溶劑與水的混合溶液中，濃度為5-20％W/V，然后將分散好的碳納米管逐滴加入高分子溶液來獲得濃度為1-10％的多壁碳納米管高分子懸濁液；最后，將溶液超聲一小時，并攪拌24小時后備用。

(2)制備包含多壁碳納米管的復(fù)合纖維材料：高分子與多壁碳納米管懸浮液通過5毫升注射器和聚乙烯導(dǎo)管連接到圓形的金屬毛細(xì)管上，毛細(xì)管的圓形孔口內(nèi)徑為0.5-1.5毫米，平板電極距離纖維收集鼓為15-30厘米，溶液流速0.8-1.2mL/h，外加電壓20-30千伏，收集桶轉(zhuǎn)速1000-3000轉(zhuǎn)，最后，將得到的纖維膜在真空狀態(tài)下室溫干燥1-5天，去除殘留溶劑，并以4度保存。

所述多壁碳納米管所對應(yīng)的有機(jī)溶劑選自：丙酮、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亞砜(DMSO)或二甲基亞砜(DMSO)與丙酮的混合液。

所述有機(jī)高分子所對應(yīng)的有機(jī)溶劑為：聚氨基甲酸酯(PU)溶于丙酮或二氯甲烷，聚醋酸乙烯酯(PVAc)溶于丙酮與二甲基甲酰胺(DMF)的混合液，聚環(huán)氧乙烷(PEO)溶于二甲基亞砜(DMSO)或二氯甲烷與丙酮的混合液，聚乙烯醇(PVA)溶于二氯甲烷或二甲基亞砜(DMSO)，聚乳酸(PLA)溶于二氯甲烷，以及聚己內(nèi)酯(PCL)溶于丙酮或二甲基亞砜(DMSO)或二氯甲烷與丙酮的混合液。

所述表面活性劑選自：聚醚F127、十二烷基硫酸鈉(SDS)、烷基苯磺酸鹽、α-烯烴磺酸鹽、聚山梨酯(吐溫)，其中的一種或幾種的混合物。

本發(fā)明一種含多壁碳納米管的復(fù)合纖維材料的制備方法，利用靜電紡絲的技術(shù)制備包含多壁碳納米管的復(fù)合纖維材料，提高了電紡纖維的電性能，從而控制細(xì)胞附著力和細(xì)胞分化，工藝簡單、易于操作且成本低，可應(yīng)用于在骨組織工程中。

具體實(shí)施方式：

為了加深對本發(fā)明的理解，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。

一種含多壁碳納米管的復(fù)合纖維材料的制備方法，其步驟如下：