[發明專利]一種聚乳酸-三亞甲基碳酸酯納米纖維薄膜的制備方法

有效

• 申請號: 201310323605.X
• 申請日: 2013-07-30
• 公開（公告）號: CN103397477A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 張彥中;包敏;袁卉華;周祺惠;董文;婁向新
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: D04H3/005
• 分類號: D04H3/005;D04H3/16;D01D1/02;D01D5/00
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達

技術領域

本發明屬于形狀記憶聚合物材料的制備領域，特別涉及一種聚乳酸-三亞甲基碳酸酯納米纖維薄膜的制備方法。

背景技術

骨損傷是最常見的一類組織損傷，目前骨組織損傷修復的方法很多，但是對于大塊骨損傷而言，骨移植才是治療的最佳方法。近年來，組織工程學的發展改變了骨移植材料的發展理念，由其引發的組織工程骨的概念拓開了骨移植材料領域。但目前已開發的可應用于骨組織修復的剛性骨材料和柔性材料均存在一些問題，如剛性骨組織修復材料的彈性模量遠大于正常骨，使其在固定過程中，承載了大部分的應力，從而產生了應力遮擋效應；柔性骨移植材料一般是指可注射型骨組織修復材料，可以在注入機體后發生凝膠化，但是該類材料的凝膠過程一般不易控制，如果材料交聯不理想，則凝膠就不能實現復位性固定。這些問題都限制了它們的進一步發展。另一方面，在骨組織工程領域，對理想骨修復材料的要求是仿生天然骨組織的組成、多級結構和功能[Rho?JY?et?al,Med?Eng?Phys.1998;20(2):92-102.]。因此，尋求一種具有多功能、綜合性能好、盡可能滿足理想的骨修復材料全部要求的剛柔相濟修復新材料是目前治療骨組織缺損的主要發展趨勢。

可降解的形狀記憶聚合物（SMP）是一類新型功能高分子材料，SMP在多個領域均有一定的應用前景，就生物醫學領域而言，其在矯形固定材料、藥物緩釋體系、智能縫合、醫療器械和組織工程等領域有廣闊的應用前景。在骨組織修復方面，將SMP應用于骨組織修復時，可以實現支架的微創植入（通過合理的預設其臨時形狀和永久形狀，使其易于植入患者體內，之后在體溫作用或者外界熱源的作用下回復至其永久形狀）、生物降解、成骨活性等能力，并能持續提供生物力學，解決應力遮擋的難題。因此，形狀記憶高分子材料成為骨組織修復研究領域的新材料之一。

靜電紡絲可以制備具有極高比表面積和高孔隙率的納米纖維細胞支架，這類納米纖維膜與傳統的其他形式的組織工程支架相比，具有高度仿生天然細胞外基質（ECM）的結構和可為細胞提供理想的生存微環境的優點。然而，目前關于利用SMP結合靜電紡絲技術制備具有納米纖維結構支架并研究其對成骨細胞生長行為研究的報道還很少。

聚乳酸具有優良的生物相容性、生物降解性、良好的力學性能以及形狀記憶效應，然而，其形狀轉變溫度較高，約為60℃，不適合應用于人體，并且純的聚乳酸的形狀恢復率較低，因此需要與其它單體共聚得到一種形狀轉變溫度較低的、形狀恢復率高的形狀記憶材料，聚乳酸與聚乙醇酸(PGA)、聚氧乙烷(PEO)、聚乙二醇(PEG)、三亞甲基碳酸酯（TMC）等聚合物都可以嵌段共聚得到形狀記憶材料，其目的都是為了能達到材料的玻璃化轉變溫度可調(即直接影響到形狀變形溫度區間可調)、降解速度可調、力學性能可改善。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種聚乳酸-三亞甲基碳酸酯納米纖維薄膜的制備方法，該發明通過一步法能快速、大量、有效地制備具有纖維結構的PDLLA-PTMC形狀記憶材料。

本發明的一種聚乳酸-三亞甲基碳酸酯納米纖維薄膜的制備方法，包括：

將聚乳酸-三亞甲基碳酸酯PDLLA-PTMC溶解在有機溶劑中，得到紡絲原液，然后進行電紡絲，收集纖維膜，真空干燥，即得具有形狀記憶效應的聚乳酸-三亞甲基碳酸酯納米纖維薄膜，其中PDLLA-PTMC在紡絲液中的濃度為10%-25%w/w。

所述聚乳酸-三亞甲基碳酸酯PDLLA-PTMC中DLLA和TMC的摩爾比為90:10-50:50。

所述有機溶劑為N,N-二甲基甲酰胺DMF、二甲基乙酰胺、甲酸、乙醇、甲醇、二氯甲烷、三氯甲烷、丙酮、四氫呋喃、乙醚、二甲亞砜、三氟乙酸、六氟異丙醇、三氟乙醇中的一種或幾種。

所述電紡絲工藝參數為紡絲液注射速率為0.1-10mL/h，電壓為1-100kV，接收距離為0.02-2m，環境溫度為20-60℃，環境相對濕度為20-80%。

所述真空干燥溫度為18-26℃，真空干燥時間為12-24h。

所得到聚乳酸-三亞甲基碳酸酯納米纖維的直徑為500nm-1800nm。

所得的聚乳酸-三亞甲基碳酸酯納米纖維薄膜的形狀轉變溫度為16-46℃。

所得的聚乳酸-三亞甲基碳酸酯納米纖維薄膜的形狀固定率Rf≥90%，形狀回復率Rr≥90%。