一种医用纳米纤维复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种医用纳米纤维复合材料及其制备方法，先以硫酸软骨素、ε‑聚赖氨酸、甲基丙烯酸三氟乙酯、含氟光引发剂和去离子水在避光条件下配制成纺丝液，然后在紫外光照射下进行静电纺丝制成纤维材料；接着依次在pH＝8～9、pH＝1～2、pH＝4～6条件下，将纤维材料利用鱼胶原蛋白、家蚕丝素蛋白的混合水溶液进行浸渍处理，干燥，即得。该复合材料具有较高的孔隙率，且具有良好的生物相容性。

【技术实现步骤摘要】
一种医用纳米纤维复合材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及纳米纤维材料
，特别是涉及一种医用纳米纤维复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
纳米纤维的特殊尺寸使其制成的复合材料在力学性能、导电性和吸附性等方面表现出优良性质，近年来人们将纳米纤维应用于医用材料的制备，比如采用静电纺丝技术进行医用纳米纤维复合材料的制备，具体方法是：聚合物溶液或熔体在高压电场下喷射形成纳米级纤维。静电纺丝工艺操作过程简单，获得的纤维比常规方法得到的纤维细度小，具有较高的比表面积和孔隙率，适合作为医用材料。但是长期以来材料表面的生物功能化仍不理想，严重影响了生物相容性，限制其应用推广。生物相容性是最基本的安全性要求，医用材料与人体相互作用下，必须对人体无毒性、无致敏性、无刺激性、无遗传毒性、无致癌性，对人体组织、血液、免疫等系统无不良反应。专利CN102268745B公开了静电纺丝法制备PAN多孔纳米纤维，通过配置一定比例的聚丙烯腈和聚环氧乙烯混合溶液，并进行高压静电纺丝制备复合纳米材料，形成多孔高比表面积形态，在医用器具、人工器官等领域具有较高应用价值，但是，聚丙烯腈、聚环氧乙烯的生物相容性差，很难满足生物医用需求。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种医用纳米纤维复合材料及其制备方法，孔隙率高，且具有良好的生物相容性。为实现上述目的，本专利技术是通过如下方案实现的：一种医用纳米纤维复合材料的制备方法，先以硫酸软骨素、ε-聚赖氨酸、甲基丙烯酸三氟乙酯、含氟光引发剂和去离子水在避光条件下配制成纺丝液，然后在紫外光照射下进行静电纺丝制成纤维材料；接着依次在pH＝8～9、pH＝1～2、pH＝4～6条件下，将纤维材料利用鱼胶原蛋白、家蚕丝素蛋白的混合水溶液进行浸渍处理，干燥，即得所述的一种医用纳米纤维复合材料。优选的，以重量份计，所述纺丝液的制备方法如下：先将1～2份硫酸软骨素加入100份去离子水中，搅拌至完全溶解，然后加入1～2份ε-聚赖氨酸，继续搅拌至完全溶解，再在避光条件下加入0.05～0.08份甲基丙烯酸三氟乙酯和0.02～0.03份含氟光引发剂，搅拌至完全溶解，即得所述纺丝液。优选的，所述含氟光引发剂是以全氟烷基乙基丙烯酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯为原料制备得到，具体参考文献“一种含氟光引发剂的制备及性能研究”(梁爽等，河北工业大学学报，2017,46(6)，65-70)。优选的，静电纺丝的工艺条件为：纺丝电压10～20kV，纺丝口至接收器的距离为20～25cm，纺丝口直径为1.0mm，流速控制为1.5～2mL/h。优选的，所述鱼胶原蛋白、家蚕丝素蛋白的混合水溶液是通过以下方法制备得到的：先将家蚕蚕丝进行脱胶处理，然后进行水解，再加入鱼胶原蛋白，超声波振荡至完全溶解，即得所述混合水溶液。进一步优选的，脱胶处理的具体方法是：将家蚕蚕丝浸泡于4～6倍重量的质量浓度0.05～0.1％碳酸钠水溶液中，边搅拌边煮沸处理30～40分钟，重复3～4次，捞出后用去离子水洗涤2～3次即可。进一步优选的，水解的具体方法是：将脱胶处理后的家蚕蚕丝浸泡于3～5倍重量的质量浓度1～1.2％的氯化钾溶液中，在130～140℃和0.5～0.6MPa条件下处理2～3小时。进一步优选的，所述鱼胶原蛋白的制备方法如下：将鱼骨、鱼皮、鱼鳞或鱼筋中的一种作为原料，先将原料用2～3倍重量的0.05mol/L氢氧化钠溶液浸泡12～20小时，再用清水漂洗至中性；接着用5～8倍原料重的0.05mol/L醋酸溶液搅拌浸泡2～3小时后用清水漂洗至中性、并搅碎制备成粗胶原蛋白；粗胶原蛋白中加入蒸馏水，80℃浸提，滤除不溶物，采用500Da透析袋，蒸馏水透析3天，冻干，即得所述鱼胶原蛋白。更进一步优选的，所述粗胶原蛋白与蒸馏水的质量体积比为1g：30mL，透析时每隔6小时换一次蒸馏水。优选的，浸渍处理的具体方法是：先将纤维材料加入所述混合水溶液中，调节pH＝8～9，第一次浸渍，取出后水洗并吹干，再浸泡于混合水溶液中，调节pH＝1～2，第二次浸渍，取出后水洗并吹干，再浸泡于混合水溶液中，调节pH＝4～6，第三次浸渍，取出后水洗并吹干，干燥，即得所述的一种医用纳米纤维复合材料。进一步优选的，每次浸渍处理时，混合水溶液的用量为纤维材料重量的5～8倍。进一步优选的，每次浸渍处理的时间为5～8小时。优选的，干燥的工艺条件为：45～60℃真空干燥20～25小时。利用上述制备方法得到的一种医用纳米纤维复合材料。上述一种医用纳米纤维复合材料作为伤口包覆材料的应用。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术先以硫酸软骨素、ε-聚赖氨酸、甲基丙烯酸三氟乙酯、含氟光引发剂和去离子水在避光条件下配制成纺丝液，然后在紫外光照射下进行静电纺丝制成纤维材料；接着依次在pH＝8～9、pH＝1～2、pH＝4～6条件下，将纤维材料利用鱼胶原蛋白、家蚕丝素蛋白的混合水溶液进行浸渍处理，干燥，即得一种医用纳米纤维复合材料。该复合材料具有较高的孔隙率，且具有良好的生物相容性。(2)本专利技术的各原料，硫酸软骨素、ε-聚赖氨酸、甲基丙烯酸三氟乙酯、鱼胶原蛋白、家蚕丝素蛋白本身就具有良好的生物相容性。硫酸软骨素是一种黏多糖类物质，分子中带有大量负电荷，ε-聚赖氨酸是一种多肽，分子中带有大量正电荷，通过静电纺丝技术，在电场诱导作用下，带正电荷的ε-聚赖氨酸沿电场方向迁移，带负电荷的硫酸软骨素沿电场相反方向迁移，同时，在紫外光照射下，光引发甲基丙烯酸三氟乙酯聚合，向表面迁移，由内及外形成硫酸软骨素-ε-聚赖氨酸-聚甲基丙烯酸三氟乙酯的核壳结构，提高比表面积，生物相容性好。(3)本专利技术鱼胶原蛋白的等电点为7左右，那么在体系pH＞7时带有负电荷，体系pH＜7时带有正电荷；家蚕丝素蛋白的等电点为3.5左右，那么在体系pH＞3.5时带有负电荷，体系pH＜3.5时带有正电荷。本专利技术依次在pH＝8～9、pH＝1～2、pH＝4～6条件下，将纤维材料利用鱼胶原蛋白、家蚕丝素蛋白的混合水溶液进行浸渍处理，基于混合水溶液中电荷情况，使得纤维材料表面依次包覆负电荷鱼胶原蛋白+负电荷家蚕丝素蛋白、正电荷鱼胶原蛋白+正电荷家蚕丝素蛋白、正电荷鱼胶原蛋白+负电荷家蚕丝素蛋白，通过以上表面改性，形成更多微细结构，提高孔隙率，也增强了生物相容性。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1一种医用纳米纤维复合材料的制备方法，先以硫酸软骨素、ε-聚赖氨酸、甲基丙烯酸三氟乙酯、含氟光引发剂和去离子水在避光条件下配制成纺丝液，然后在紫外光照射下进行静电纺丝制成纤维材料；接着将纤维材料加入所述混合水溶液中，调节pH＝8，第一次浸渍，取出后水洗并吹干，再浸泡于混合水溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种医用纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于，先以硫酸软骨素、ε-聚赖氨酸、甲基丙烯酸三氟乙酯、含氟光引发剂和去离子水在避光条件下配制成纺丝液，然后在紫外光照射下进行静电纺丝制成纤维材料；接着依次在pH＝8～9、pH＝1～2、pH＝4～6条件下，将纤维材料利用鱼胶原蛋白、家蚕丝素蛋白的混合水溶液进行浸渍处理，干燥，即得所述的一种医用纳米纤维复合材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种医用纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于，先以硫酸软骨素、ε-聚赖氨酸、甲基丙烯酸三氟乙酯、含氟光引发剂和去离子水在避光条件下配制成纺丝液，然后在紫外光照射下进行静电纺丝制成纤维材料；接着依次在pH＝8～9、pH＝1～2、pH＝4～6条件下，将纤维材料利用鱼胶原蛋白、家蚕丝素蛋白的混合水溶液进行浸渍处理，干燥，即得所述的一种医用纳米纤维复合材料。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以重量份计，所述纺丝液的制备方法如下：先将1～2份硫酸软骨素加入100份去离子水中，搅拌至完全溶解，然后加入1～2份ε-聚赖氨酸，继续搅拌至完全溶解，再在避光条件下加入0.05～0.08份甲基丙烯酸三氟乙酯和0.02～0.03份含氟光引发剂，搅拌至完全溶解，即得所述纺丝液。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，静电纺丝的工艺条件为：纺丝电压10～20kV，纺丝口至接收器的距离为20～25cm，纺丝口直径为1.0mm，流速控制为1.5～2mL/h。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述鱼胶原蛋白、家蚕丝素蛋白的混合水溶液是通过以下方法制备得到的：先将家蚕蚕丝进行脱胶处理，然后进行水解，再加入鱼胶原蛋白，超声波振荡至完全溶解，即得所述混合水溶液。


5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，脱胶处理的具体方法是：将家蚕蚕丝浸泡于4～6倍重量的质量浓度0.05～0.1％碳酸钠水溶液中，边搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：王和森，
申请(专利权)人：南京彼洲生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32