一种复合纳米纤维支架的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种复合纳米纤维支架的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：1)将PCL和普兰尼克F127溶解于试剂中，得到质量浓度为15％～30％的混合溶液，所述普兰尼克F127在所述混合溶液的溶质中的质量占比为1～7％；2)去除步骤1)得到的所述混合溶液中的气泡；3)将经步骤2)处理后的混合溶液置于静电纺丝装置中，进行静电纺丝加工，得到复合纳米纤维支架。本发明专利技术采用配置共混溶液的方式，在静电纺丝加工过程中可以直接获得由PCL和F127复合而成的亲水性纤维，制得了亲水性良好的PCL/F127纳米纤维支架。

Preparation of a composite nanofiber scaffold

The present invention provides a preparation method of a composite nanofiber scaffold. The preparation method comprises the following steps: 1) dissolve PCL and perenick F127 in the reagent and obtain a mixed solution with a mass concentration of 15% to 30%, and the mass ratio of the perenick F127 in the solute of the mixed solution is 1 to 7%; 2). Step 1) the bubbles in the mixed solution are obtained; 3) the mixed solution after the step 2) is placed in the electrostatic spinning device for electrospinning, and the composite nanofiber scaffold is obtained. The invention can directly obtain a hydrophilic fiber composed of PCL and F127 during the electrospinning process by configuring blending solution, and a PCL/F127 nanofiber scaffold with good hydrophilic property is prepared.

【技术实现步骤摘要】
一种复合纳米纤维支架的制备方法
本专利技术属于静电纺丝
，尤其涉及一种复合纳米纤维支架的制备方法。
技术介绍
静电纺丝(简称电纺)是制备纳米级高分子纤维支架的重要途径。其生产装置简单，由注射器、接收器、电极及高压电源组成(如附图1所示)。将高压电源的正负两极分别连接至注射器针头及接收器上，通上电源后通过注射器以一定的速度将其中的高分子聚合物溶液挤出，挤出的液体在静电力、表面张力和重力等力的综合作用下被拉成纤维，拉出的纤维在空中飞行一段时间后被接收器接收，在飞行过程中溶剂快速蒸发，因此接收器上的纤维仅由聚合物溶液中的溶质构成。在静电纺丝过程中，纤维整体以近似于轴对称的射流轨迹的飞行，但对纤维的受力复杂且易受扰动，因此单根纤维的飞行轨迹有很大的随机性，于是在接收器上收集到的纤维将会相互交叉重叠，从而行程不规则的支架结构。由于静电纺丝纤维的尺寸属于纳米级或亚微米级，其构成的支架具有比表面积大、孔隙率高、空间连通性好等优点，因此常被应用于生物组织工程领域，特别是载药、细胞培养等方面，静电纺丝支架具有相当的优势。生物细胞在生长时具有贴壁生长的特性。根据这一特性和细胞的结构特点，为了使细胞更好地附着于纤维表面，就要使纤维具备尽可能好的亲水性。而目前很多具有良好生物相容性和电纺工艺性的高分子材料往往是疏水材料，不利于细胞的生长增殖。PCL(Polycaprolactone，聚己内酯)是一种人工合成聚酯类生物高分子材料，生物相容性很好，柔韧性良好、降解速度缓慢，且成膜性良好，可制成PCL多孔膜，用于术后防粘连膜、组织工程支架材料等，但其接触角大于120°，属于超疏水材料，因此需要对其进行处理，使其达到亲水或超亲水的效果。一种常用的改善电纺支架亲水性的方法是表面处理，例如紫外光照射、化学沉积等等。尽管这些技术可以改善高分子支架的亲水性，但都需要在制得支架后进行后续处理，降低了制备效率，同时有些处理还较为复杂，需要使用专门的设备，从而限制了纳米纤维支架的应用。
技术实现思路
针对现有技术中的上述缺陷，本专利技术的主要目的在于提供一种复合纳米纤维支架的制备方法，制得了亲水性良好的PCL/F127纳米纤维支架。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种复合纳米纤维支架的制备方法，包括如下步骤：1)将PCL和普兰尼克F127溶解于试剂中，得到质量浓度为15％～30％的混合溶液，所述普兰尼克F127在所述混合溶液的溶质中的质量占比为1～7％；2)去除步骤1)得到的所述混合溶液中的气泡；3)将经步骤2)处理后的混合溶液置于静电纺丝装置中，进行静电纺丝加工，得到复合纳米纤维支架。作为进一步的优选，所述步骤1)中，在所述PCL和普兰尼克F127溶解过程中，采用室温搅拌所述混合溶液12-24h，或者采用30～50℃水浴加热所述混合溶液。作为进一步的优选，所述步骤1)中，所述试剂为冰乙酸。作为进一步的优选，所述步骤1)中，所述PCL的质均分子量为60000～100000。作为进一步的优选，所述步骤1)中，所述PCL的质均分子量为80000。作为进一步的优选，所述步骤2)中，所述去除步骤1)得到的混合溶液中的气泡包括：将所述混合溶液放入水中超声处理5～10min或静置30～60min。作为进一步的优选，所述步骤3)中，所述静电纺丝装置包括针头及与针头相连的料筒，所述混合溶液置于所述料筒中；所述针头的粗细规格为20G～26G。作为进一步的优选，所述针头的粗细规格为22G～25G。作为进一步的优选，所述步骤3)中，所述静电纺丝时，温度为10～27℃、相对湿度为35～65％、电压为7～25KV、所述针头的挤出流量为0.3～15ml/h。作为进一步的优选，所述步骤3)中，所述静电纺丝时，温度为18～25℃、相对湿度为45～55％、电压为10～20KV、所述针头的挤出流量为4～10ml/h。作为进一步的优选，所述静电纺丝时，还设置有接收器；在静电纺丝过程中，所述针头下端与接收器间的间距为7～20cm。作为进一步的优选，所述针头下端与接收器间的间距为10～15cm。本专利技术的有益效果是：本专利技术使用疏水材料PCL和亲水材料普兰尼克F127溶解于试剂中，得到质量浓度为15％～30％的混合溶液，所述普兰尼克F127在所述混合溶液的溶质中的质量占比为1～7％；然后利用静电纺丝技术制得PCL/F127纳米纤维支架，本专利技术采用配置共混溶液的方式，在静电纺丝加工过程中可以直接获得由PCL和F127复合而成的亲水性纤维；采用这种方法减少了支架制备的工序，提高了生产效率且操作简单。另外，通过调配F127在溶质中的质量占比可以调整支架的亲水性，当F127的比重较大时可以获得超亲水性的支架，即支架接触角为0°，达到超亲水状态。附图说明图1为本专利技术实施例中所使用的静电纺丝装置示意图。图2为本专利技术实施例1电纺后所得支架的SEM图。图3为本专利技术实施例1电纺后所得支架进行接触角实验时用高速摄像机拍摄的第1帧的图像。图4为本专利技术实施例2电纺后所得支架的SEM图。图5为应用本专利技术实施例2支架后，培养7天后对细胞进行染色，观察到的细胞的附着、分散和增殖情况。图6为本专利技术实施例8电纺后所得支架的SEM图。附图中的标记说明如下：1-注射器、2-接收器、3-纳米纤维、4-高压电源、5-电极。具体实施方式本专利技术实施例通过提供一种复合纳米纤维支架的制备方法，解决了现有PCL支架亲水性差的缺陷。为了解决上述缺陷，本专利技术实施例的主要思路是：本专利技术实施例复合纳米纤维支架的制备方法，包括如下步骤：1)将PCL和普兰尼克F127溶解于试剂中，得到质量浓度为15％～30％的混合溶液，所述普兰尼克F127在所述混合溶液的溶质中的质量占比为1～7％；2)去除步骤1)得到的所述混合溶液中的气泡；3)将经步骤2)处理后的混合溶液置于静电纺丝装置中，进行静电纺丝加工，得到复合纳米纤维支架。上述PCL材料可从市售渠道获得，可选择PCL颗粒；上述普兰尼克F127材料可从市售渠道获得，可选择F127粉末。上述步骤1)中，溶解PCL和普兰尼克F127的试剂，本专利技术实施例中可优选为冰乙酸，冰乙酸几乎没有毒性，属于绿色材料；也可以选用其它溶剂，PCL在酸性条件下会水解，不过冰乙酸酸性较弱，所以水解速率比较慢。上述PCL和普兰尼克F127在溶解时，优选将PCL颗粒和F127粉末先混合，再加入冰乙酸溶解，在50℃水浴、采用磁振子搅拌得到的混合溶液；如果先配置PCL的冰乙酸溶液，再加入F127粉末的话，本身PCL溶解需要1～2h的时间，在溶解过程中，由于乙酸的酸性会导致部分PCL水解，造成溶液浓度的下降，进而造成粘度的下降，给制备过程造成偏差。同时加入PCL和F127可以尽可能减少溶解的时间，溶解时间约为0.5-2h；减少溶液浓度的偏差。上述PCL的质均分子量为60000～100000，使用上述分子量范围的PCL可以制备纤维粗细较为均匀、纤维尺寸较小的支架，有利于后续的细胞培养实验。而本专利技术实施例中混合溶液的质量浓度设为15％～30％，是因为：溶质浓度过低时溶液黏度过低，会发生静电喷涂，溶液将以液滴的形态被喷出而不是聚合物纤维；当浓度过高时溶液黏度过高，一方面不利于电纺时泰勒锥的形成，影响成形质量，另一方面不利于混合，降低制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合纳米纤维支架的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1)将PCL和普兰尼克F127溶解于试剂中，得到质量浓度为15％～30％的混合溶液，所述普兰尼克F127在所述混合溶液的溶质中的质量占比为1～7％；2)去除步骤1)得到的所述混合溶液中的气泡；3)将经步骤2)处理后的混合溶液置于静电纺丝装置中，进行静电纺丝加工，得到复合纳米纤维支架。

【技术特征摘要】
1.一种复合纳米纤维支架的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1)将PCL和普兰尼克F127溶解于试剂中，得到质量浓度为15％～30％的混合溶液，所述普兰尼克F127在所述混合溶液的溶质中的质量占比为1～7％；2)去除步骤1)得到的所述混合溶液中的气泡；3)将经步骤2)处理后的混合溶液置于静电纺丝装置中，进行静电纺丝加工，得到复合纳米纤维支架。2.根据权利要求1所述的复合纳米纤维支架的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，在所述PCL和普兰尼克F127溶解过程中，采用室温搅拌所述混合溶液12-24h，或者采用30～50℃水浴加热所述混合溶液。3.根据权利要求1所述的复合纳米纤维支架的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述试剂为冰乙酸。4.根据权利要求1所述的复合纳米纤维支架的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述PCL的质均分子量为60000～100000。5.根据权利要求1所述的复合纳米纤维支架的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中，所述静电纺丝装置包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：章万乘，张祥林，
申请(专利权)人：华中科技大学鄂州工业技术研究院，华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42