[發明專利]一種基于同軸靜電紡絲的納米短纖維制備方法及其應用

有效

• 申請號: 202010059882.4
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111235653B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 吳耀彬;黃文華;侯崛東;李婷;王玲
• 申請（專利權）人: 南方醫科大學
• 主分類號: D01D5/26
• 分類號: D01D5/26;D01D5/00;D01F8/14;D01F8/10;D01F8/02;D01F8/16;D01F1/10
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 趙蕊紅

本發明公開了一種基于同軸靜電紡絲的納米短纖維制備方法。本發明先通過同軸靜電紡絲技術制備具有殼核結構的納米纖維膜，再運用包埋冷凍切片技術將納米纖維膜切割為纖維取向長度一致的納米纖維膜片段，最后利用殼層纖維、核層纖維和包埋劑的溶解性差異，去除納米纖維膜片段的殼層纖維和包埋劑，制得不溶于溶解液的納米短纖維。本發明制備方法簡單可行，制備成本低，制備量大。本發明制備的納米短纖維規格均一可控，可作為優良的可注射型微載體，為納米纖維的臨床應用和醫學研究提供了新的制備思路。

技術領域

本發明涉及靜電紡絲技術及納米材料應用技術領域，特別是涉及一種基于同軸靜電紡絲的納米短纖維制備方法及其應用。

背景技術

現有技術中，制備納米纖維的制備方法包括拉伸法、模板合成法、相分離法、自組裝法、分子噴絲板紡絲法、限域合成法、海島型雙組分復合紡絲法、靜電紡絲法、分子技術制備法和生物制備法等。靜電紡絲技術作為納米纖維材料的制備方法之一，具有廉價、適于大量制備、高效的優點。不僅適用于基礎科研研究，還廣泛應用于生產實際。目前，靜電紡絲技術現在已經廣泛應用于紡織工程、組織工程與再生醫學、藥物釋放與靶向輸送等各個領域。通過靜電紡絲技術能夠廉價地大量制備微米級、亞微米級，甚至納米級的纖維，為多個領域提供了優質的納米纖維材料。

由于傳統納米纖維制備技術的局限性，其制成品一般為單根纖維、纖維束、高度取向纖維或無規取向纖維膜等，然而實際科研生產中需要將納米纖維更加靈活的運用于多種環境。例如在組織工程與再生醫學和藥物釋放與靶向輸送等領域使用的可注射微載體，需要將納米纖維從單根纖維、纖維束、高度取向纖維或無規取向纖維膜等形態制備為微米級別長度均一的納米短纖維以保證微載體的搭載效果。目前，純粹的機械粉碎和切割手段無法將上述多種形態的納米纖維制備為長度均一的納米短纖維。因此，針對現有技術不足，本發明提供一種基于同軸靜電紡絲的納米短纖維制備方法，以克服現有技術不足甚為必要。

發明內容

本發明的目的在于避免現有技術的不足之處而提供一種基于同軸靜電紡絲的納米短纖維制備方法。該方法將同軸靜電紡絲技術制備的具有殼核結構的納米纖維膜進行包埋冷凍切片，在去除殼層纖維和包埋劑后，所余核層纖維即分散為長度規格均一的納米短纖維。該方法具有成本低、批量大、操作簡單和原料搭配靈活的特點。

本發明的上述目的通過以下技術措施實現。

提供一種基于同軸靜電紡絲的納米短纖維制備方法，包括如下步驟：

S1，運用同軸靜電紡絲技術制備具有殼核結構的納米纖維膜。

將高壓電源的正極與負極分別與同軸針頭和接收裝置電連接，所述高壓電源對同軸針頭和接收裝置施加6～25kV的電壓，利用推注泵裝置分別推動殼層纖維溶液的注射器和核層纖維溶液的注射器；在電場力的作用下，兩種溶液在同軸針頭末端噴出形成具有殼核結構的復合射流；所述復合射流經過5～40cm的飛行距離，揮發溶劑并固化為納米纖維，落入高速旋轉滾筒接收裝置，制得所述納米纖維膜。

優選的，所述殼層纖維溶液是預先制備的，殼層纖維溶液的制備具體為：在溶劑中加入殼層纖維原料，磁力攪拌3～48h，裝入注射器備用；在殼層纖維溶液中，殼層纖維原料的質量分數為2～40％。

優選的，所述核層纖維溶液是預先制備的，核層纖維溶液的制備具體為：在溶劑中加入核層纖維原料和功能性微粒，磁力攪拌3～48h，裝入注射器備用；在核層纖維溶液中，核層纖維原料的質量分數為2～40％，功能性微粒的質量分數為0.02～8％。

S2，運用包埋冷凍切片技術將納米纖維膜切割為纖維取向長度一致的納米纖維膜片段。

將所述步驟S1中制得的納米纖維膜平行于取向方向用刀裁切為寬2～4cm的納米纖維膜條帶，將所述納米纖維膜條帶纏繞在玻片上，使用包埋劑將所述納米纖維膜條帶包埋，冷凍成型后使用冷凍切片機將其切割成多份取向長度為10～100μm的納米纖維膜片段，每份納米纖維膜片段的取向長度一致。