[發明專利]一種納米纖維表面修飾的復合型纖維及其制備方法

有效

• 申請號: 202011490893.4
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112746350B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 李喆;陳馳昊;尹岸林;王姣;生俊露;姚勇波;顏志勇;許志;呂向國
• 申請（專利權）人: 福建長源紡織有限公司
• 主分類號: D01F8/02
• 分類號: D01F8/02;D01F8/18;C12P19/04
• 代理公司: 上海統攝知識產權代理事務所(普通合伙) 31303
• 代理人: 杜亞

本發明涉及一種納米纖維表面修飾的復合型纖維及其制備方法，首先分別將明膠基溶液與蛋白溶液以在線添加的方式加入到紡絲液中，經濕法紡絲得到復合型纖維；將復合型纖維浸潤在培養菌液中，待培養菌液的菌株粘附在復合型纖維表面后，加入菌株培養液進行培養，最后將培養得到的復合物經過純化后干燥制得納米纖維表面修飾的復合型纖維；微米級的復合型纖維表面粘附有細菌纖維素的納米纖維，且納米纖維在宏觀纖維表面的分布與疏密程度可調。本發明制得的一種納米纖維表面修飾的復合型纖維，具有良好的生物相容性、力學性能、表面吸附性能與細胞生物活性，可以通過非織造加工、機織、編織等工藝制備成生物醫用紡織品。

技術領域

本發明屬于纖維制備技術領域，涉及一種納米纖維表面修飾的復合型纖維及其制備方法。

背景技術

近年來，納米纖維因其顯著的納米尺度效應得到眾多研究與關注，納米纖維材料由于具有纖維直徑小、比表面積大、孔隙率高等優點，以及易于接枝或者負載各類功能化材料，已經作為一種常見的結構廣泛應用于組織工程、再生修復、藥物傳輸、生物芯片、納米傳感等領域。如研究表明，天然組織經脫細胞處理得到的細胞外基質(Extracellularmatrix，ECM)可以提供最佳的細胞生長微環境，是理想的組織工程支架，其微觀結構是由相互交錯的納米纖維構成的兼具微米級孔隙與納米級纖維的網絡結構，這一結構能夠支持細胞并且影響細胞行為，能夠持續影響細胞形成組織及器官。

隨著科技的發展，近年來利用仿生原理設計的功能紡織品備受研究者關注。如何將納米纖維與傳統的宏觀纖維復合，制備新型的微納復合纖維成為研究熱點。如中國專利CN 106894108 A，采用復合熔融紡絲技術得到皮芯結構纖維，然后通過表面萃取得到納米纖維表面的皮芯復合纖維。這類萃取方式大規模制備較為困難，且萃取溶劑可能會對纖維強度造成損傷。中國專利CN 108611688 B，通過靜電紡絲的方式，在普通紗線表面緊密包覆納米纖維，最終形成納米纖維復合紗線。靜電紡絲法因具有操作簡單、適用范圍廣等優點而被廣泛應用于學術研究，但對于擴大生產，由于生產過程中需要高壓電場而使得設備搭建變得復雜、昂貴，同時生成的能耗也相對較高。綜上所述，可以看出目前的微納纖維制備技術，存在制備效率低，能耗高，且納米纖維與宏觀纖維的結構，尤其是納米纖維分布與疏密等結構不能控制。

細菌纖維素是一種采用微生物發酵方式制備的納米級纖維素纖維，是目前最經濟高效的規模化制備納米纖維的方法)。其是由微生物在溫和條件下通過代謝糖源，并分泌于體外的一種胞外多糖，是自然界纖維素的一種存在形式。除與植物纖維素具有相同的化學組成外，還具有獨特的物理、化學和機械性質：如超細網狀結構；高抗張強度和彈性模量；高親水性，有良好的透氣、吸水、透水性能，并有非凡的持水性和高濕強度。大量研究表明細菌纖維素具有良好的體內、體外生物相容性和良好的生物可降解性。

因此，本發明以微生物天然發酵方式制備納米纖維結構可控的微納復合纖維為目標。在已有濕法紡絲技術的基礎上，采用發酵培養方式復合細菌纖維素材料，構建由納米纖維表面緊密包覆微米級纖維，其表面納米纖維分布與疏密結構可控的微納復合型纖維。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術中存在的上述問題，提供一種納米纖維表面修飾的復合型纖維及其制備方法。本發明以微生物天然發酵方式制備納米纖維結構可控的微納米復合纖維為目標。在已有濕法紡絲技術的基礎上，采用發酵培養方式復合細菌纖維素材料，構建由納米纖維表面緊密包覆微米級纖維，其表面納米纖維分布與疏密結構可控的微納復合型纖維。利用表面電荷作用，調控納米纖維在宏觀纖維表面的分布與疏密程度，克服了目前微米、納米纖維復合困難、結構調控方法有限的難題。本發明制得的一種納米纖維表面修飾的復合型纖維，具有良好的生物相容性、力學性能、表面吸附性能與細胞生物活性，可以通過非織造加工、機織、編織等工藝制備成生物醫用紡織品。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種納米纖維表面修飾的復合型纖維制備方法，包括如下步驟：