[發明專利]乳液電紡法制備可生物降解聚合物納米纖維膜

有效

• 申請號: 201210262814.3
• 申請日: 2012-07-26
• 公開（公告）號: CN103572508A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 王萍麗;田利剛;季君暉
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: D04H1/728
• 分類號: D04H1/728;D04H1/4382;D01D5/00
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張文祎

技術領域

本發明屬于納米纖維領域，特別地涉及乳液電紡法制備可生物降解聚合物納米纖維膜。

背景技術

靜電紡絲，簡稱電紡，是將聚合物的溶液或熔體，通過高壓靜電施加的電場力作用拉伸形變，伴隨著溶劑揮發或熔體固化過程而形成纖維的技術，是一種制備亞微米到納米級聚合物纖維簡單而有效的方法。

乳液電紡是在傳統電紡基礎上發展起來的一種新型的、具有特殊應用價值和前景的電紡技術。乳液電紡是用聚合物溶液經乳化后代替原本的均一、澄清的溶液進行電紡，并制備出聚合物納米纖維的方法。它是由兩種相互“不混溶”的液體形成的熱力學不穩定的分散體系。通常電紡所用的乳液是含某種成分的水溶液通過表面活性劑的作用以球形小液滴的形式分散于以聚合物/有機溶劑的溶液所組成的連續相中，形成的油包水型（W/O）乳狀液。由此可見，乳液電紡可以以某種聚合物溶液為連續相，將不相容的另一種聚合物或小分子物質以液滴的形式分散在聚合物溶液中形成乳液體系，通過電紡制備制備出復合納米纖維，比如將水溶性的藥物溶解在水中，并分散在水不溶的聚合物有機溶液中，通過電紡可以得到載藥的聚合物納米纖維。如Sanders（Sanders?EH,etc.Two-phase?electrospinning?from?a?single?electrified?jet:microencapsulation?of?aqueous?reservoirs?in?poly(ethylene-co-vinyl?acetate)fibers.Macromolecules2003(36):3803-3805.）等應用兩相不互溶的乳液體系進行電紡制備了負載牛血清白蛋白的聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）纖維；利用乳液電紡的方法，在傳統的電紡絲設備上就可以直接制備出芯-殼結構的復合納米纖維。Xu等（Xu?X,etc.Preparation?of?Core-Sheath?Composite?Nanofibers?by?Emulsion?Electrospinning.Macromolecular?Rapid?Communications?2006(27):1637-1642.）將PEO水溶液分散在PEG-PLLA氯仿溶液中，在表面活性劑SDS作用下形成穩定的乳液，通過電紡得到芯-殼結構的復合纖維：內層為PEO，外層為PEG-PLLA。Bazilevsky等（Bazilevsky?AV，Yarin?AL,Megaridis?CM.Co-electrospinning?of?Core-Shell?Fibers?Using?a?Single-Nozzle?Technique.Langmuir?2007(23):2311-2314.）將等量的PMMA和PAN溶解于DMF，由于兩者相容性差，共混溶液在分相后形成了以PMMA為分散相的乳液，通過電紡得到了芯-殼結構的PMMA/PAN復合纖維，并對其形成機理進行了理論分析；這種特殊的核-殼結構復合納米纖維在藥物控制釋放載體、組織工程支架和多功能復合材料等方面都有巨大的應用潛質。此外，乳液電紡的方法可以改善電紡液的溶液性質從而改善聚合物的可紡性以及調控聚合物纖維的形貌。

可生物降解聚合物一方面可以降解不會對環境產生污染，為環境低負荷材料。同時，相當一部份生物降解塑料的主要原料是來自可年年再生的農業資源，作為有限的、日趨枯竭的不可再生的石油資源的補充替代，也已成為研究開發熱點。尤其是可生物降解聚合物的納米纖維材料，具有比表面積大、孔隙率高等特殊的性能，在組織工程支架、皮膚修復和創傷敷料等生物醫學領域有廣闊的應用前景。目前，文獻已報道通過傳統的電紡技術可以將部分可生物降解聚合物品種制備成納米纖維，如聚乳酸（PLA）。但是有一些生物降解聚合物品種無法用傳統的電紡技術制備納米纖維膜及其相應的功能纖維膜，如聚丁二酸丁二醇酯（PBS）。

發明內容

本發明的目的是提供乳液電紡法制備可生物降解聚合物納米纖維膜；該方法簡單易行、設備成本低，不要求形成完全均相的電紡液，比傳統溶液電紡技術適用范圍更廣，并且可通過調控乳液的性質進一步調控聚合物纖維膜的結構和性能。

本發明提供乳液電紡法制備可生物降解聚酯纖維膜，包括如下步驟：配制濃度為0.05~0.2g/ml的可生物降解聚合物溶液，將其與可生物降解聚合物溶液體積比為1：50~1：10的不相容液以及表面活性劑混合，攪拌，得到乳液，將乳液進行靜電紡絲，得到可生物降解聚酯纖維膜；所述不相容液是與可生物降解聚合物溶液不相溶的液體。