[發(fā)明專利]一種制備蓬松態(tài)納米纖維的靜電紡絲裝置及方法

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• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN108950700A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮章啟;李通;高帷策
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00;D01F6/18;D01F6/38
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 鄒偉紅

本發(fā)明公開了一種制備蓬松態(tài)納米纖維的靜電紡絲裝置及方法。靜電紡絲裝置包括：供氣裝置、噴射裝置及蓬松態(tài)纖維收集裝置。供氣裝置通過氣體導(dǎo)管連接到導(dǎo)氣裝置上，噴射裝置的不銹鋼針頭穿過導(dǎo)氣裝置，伸到接收裝置上方。其靜電紡絲制備方法包括以下步驟：配置溶液；基底的制備；蓬松納米纖維的制備。蓬態(tài)松納米纖維的制備過程：在沒有鞘氣輔助的環(huán)境下進(jìn)行預(yù)紡絲；出現(xiàn)絲膜后通入鞘氣；蓬松態(tài)纖維上升至頂部附近時(shí)停止紡絲，得到蓬松態(tài)納米纖維。本發(fā)明的工藝簡單，成本較低，蓬松度更高，并利用高孔隙度來作為組織工程的支架從而在體外形成細(xì)胞支架復(fù)合體。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及了一種靜電紡絲裝置，尤其是涉及利用鞘氣輔助和蓬松態(tài)收集裝置的靜電紡絲裝置。

背景技術(shù)

近年來，隨著材料科學(xué)的發(fā)展，關(guān)于納米材料的研究報(bào)道持續(xù)增加，尤其是納米纖維材料的制備與應(yīng)用研究受到人們的廣泛重視，成為材料研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。研究人員開發(fā)了許多制備納米纖維的方法，其中，靜電紡絲技術(shù)是制備納米纖維的重要手段，所制備的纖維與細(xì)胞外基質(zhì)具有類似的結(jié)構(gòu)，具有極大的比表面積和高孔隙率等特點(diǎn)。

目前眾多研究表明電紡纖維是構(gòu)建合適的組織工程支架從而在體外形成細(xì)胞支架復(fù)合體，進(jìn)而移植于體內(nèi)損傷部位進(jìn)行組織修復(fù)、促進(jìn)再生的最佳選擇之一。支架材料若想提升在組織工程領(lǐng)域的應(yīng)用前景，提高支架的孔隙率并使其具備內(nèi)部多個(gè)單元相互貫通的功能化纖維支架材料是上策，因?yàn)楣δ芑闹Ъ苣茱@著改善組織的再生功能。雖然研究者通過改變不同參數(shù)和工藝制備了各式各樣的電紡纖維支架材料。然而，這些支架主要是平面電紡纖維膜結(jié)構(gòu)，纖維與纖維之間排列過于緊密，作為細(xì)胞培養(yǎng)支架材料只能提供表面的生長空間，細(xì)胞很難進(jìn)入到支架內(nèi)部進(jìn)行生長和增殖，這種只具有表層結(jié)構(gòu)的纖維膜極大限制了其在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的應(yīng)用。所以蓬松態(tài)納米纖維支架引起了廣泛的關(guān)注。然而，目前三維支架均屬濕法制備，需要繁雜的制備程序，其中冷凍干燥過程是一個(gè)極為耗時(shí)的步驟，嚴(yán)重阻礙了研究的進(jìn)程。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種干法靜電紡絲的制備方法，解決了現(xiàn)有纖維三維程度不夠，工藝繁瑣，且蓬松態(tài)纖維與溶劑分離時(shí)會(huì)被壓縮等問題，制備出的蓬松態(tài)納米纖維可以為細(xì)胞提供優(yōu)秀的類天然體外生存維環(huán)境。

一種靜電紡絲裝置包括供氣裝置、噴射裝置及蓬松態(tài)纖維收集裝置，其中供氣裝置包括：依次連接的氣體干燥裝置、空氣壓縮機(jī)、氣體導(dǎo)管與導(dǎo)氣裝置；

所述的噴射裝置包括高壓電源，可控注射裝置，注射器，噴射針頭；所述可控注射裝置與注射器連接，注射器與噴射針頭連接；穿過導(dǎo)氣裝置設(shè)置的噴射針頭一端密封，另一端延伸并接近至接收裝置；高壓電源的正極與導(dǎo)氣通道連接；

接收裝置包括接收管、內(nèi)壁導(dǎo)電紙，所述的內(nèi)壁導(dǎo)電紙粘附在接受管的內(nèi)壁，其中內(nèi)壁上的導(dǎo)電紙與高壓電源的負(fù)極相連接。

供氣裝置的氣體干燥裝置、空氣壓縮機(jī)，導(dǎo)氣通道之間通過內(nèi)徑6～8mm的氣體導(dǎo)管連接；

進(jìn)一步的，噴射針頭為21號不銹鋼針頭。

進(jìn)一步的，氣體干燥裝置，內(nèi)部設(shè)有干燥劑及升溫裝置。

進(jìn)一步的，噴射針頭與導(dǎo)氣裝置之間設(shè)有密封結(jié)構(gòu)AB膠或密封圈。

進(jìn)一步的，接收裝置中，接收管為絕緣空心圓柱，其內(nèi)徑為5～7cm，長度為10～15cm，絕緣空心圓柱內(nèi)壁導(dǎo)電紙為錫箔紙或鋁箔紙。

進(jìn)一步的，接收裝置為懸空狀態(tài)。

進(jìn)一步的，噴射針頭位于接收裝置中心處，且噴射針頭的尖頭處與接收裝置的頂部平面處在同一個(gè)水平面上。

進(jìn)一步的，導(dǎo)電紙從接收管底部延伸至距接收管頂部3-5cm。

一種蓬松態(tài)納米纖維制備方法，其特征在于：包括以下步驟：