一种纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合纤维膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合纤维膜及其制备方法。本发明专利技术以纳米羟基磷灰石和聚乳酸为原料，二氯甲烷和N,N‑二甲基甲酰胺为溶剂，利用超声和高速均质分散处理，制得了浓度跨度广、性质稳定的复合纺丝液，再利用静电纺丝技术实现了纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合纤维膜的可控化制备。采用本发明专利技术方法能够有效降低纳米羟基磷灰石在复合纤维膜中的团聚，成功实现了各种不同羟基磷灰石含量均相复合纤维膜的制备，尤其是含量高达70％的复合纤维膜的制备。本发明专利技术提供的复合纤维膜性能优异，可用作组织缺损修复材料，前景较好。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合纤维膜及其制备方法
本专利技术涉及复合材料
，具体涉及一种纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合纤维膜及其制备方法。
技术介绍
临床上对于组织缺损病人的治疗常常需要用到组织再生材料，近年来对于高性能组织再生材料的需求日益增长。聚乳酸具有良好的生物相容性和生物可降解性，已在临床得到广泛应用，但是聚乳酸降解产物呈酸性，易造成无菌性炎症不利于组织修复。纳米羟基磷灰石是自然骨的主要无机成分，具有极好的生物活性、骨传导性、成骨活性。将纳米羟基磷灰石与聚乳酸复合实现互补，弱碱性的纳米羟基磷灰石一方面能减轻聚乳酸降解造成的无菌炎症反应，另一方面还可赋予复合材料成骨活性，为骨缺损修复提供钙、磷来源。因此，聚乳酸/纳米羟基磷灰石复合材料是一种具有良好应用前景的组织修复材料。静电纺丝技术制造成本低廉、工艺简单，可快速制备纤维直径分布从几纳米到几微米的纤维膜材料。静电纺丝纤维材料具有三维立体空间结构，不仅孔隙率高而且比表面积大，有利于细胞的黏附、迁移以及增殖，可为缺损组织的修复提供一种类细胞外基质结构的支持。本专利技术采用超声和高速均质分散法制得了纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合静电纺丝液，再利用静电纺丝技术实现了纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合纤维膜的可控化制备。本专利技术可实现纳米羟基磷灰石含量高达70％的复合纤维膜的制备，并且纳米羟基磷灰石含量可任意调节；本专利技术还实现了纳米羟基磷灰石与聚乳酸的均相复合和类细胞外基质的三维多孔空间结构的构建，制得的复合纤维膜为损伤组织的修复、生长提供了生物活性功能的同时还提供了三维多孔空间结构。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合纤维膜的制备方法，该方法具体包括以下步骤：(a)将聚乳酸溶于有机溶剂A中，得到聚乳酸溶液；(b)将羟基磷灰石与有机溶剂B混合后超声分散，得到羟基磷灰石悬浮液；(c)将聚乳酸溶液和羟基磷灰石悬浮液混合，接着进行高速均质分散处理，得到纺丝液；(d)以纺丝液为原料进行静电纺丝，得到纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合纤维膜。进一步的，步骤(a)所述有机溶剂A选自二氯甲烷、三氯甲烷中的至少一种，有机溶剂B选自N,N-二甲基甲酰胺、六氟异丙醇、三氟乙酸中的至少一种。根据具体使用目的和要求，可以选择合适的溶剂并通过创造性实验确定其最佳配比。进一步的，所述聚乳酸溶液的浓度为10-90g/L，优选70-90g/L；所述羟基磷灰石悬浮液的浓度为1.276-210g/L，优选为105-210g/L。进一步的，步骤(b)中超声处理功率为200-500W，超声时间为10-60min。进一步的，步骤(c)中聚乳酸溶液和羟基磷灰石悬浮液混合时的体积比为1-2：1，混合时将羟基磷灰石悬浮液加入到聚乳酸溶液中。进一步的，步骤(c)中高速均质分散处理时间为3-8min，搅拌速度为20000-30000r/min。进一步的，步骤(d)中静电纺丝参数为：电压(10-15)kv，接收距离(15-25)cm，推进速度(0.05-0.5)mm/min。进一步的，所述纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合纤维膜中纳米羟基磷灰石的质量含量不超过70％，复合纤维的直径介于(0.5-2)μm之间。本专利技术的另一目的在于提供一种按照上述方法制得的复合纤维膜，并将其用作组织缺损修复材料。与现有技术相比，本专利技术的进步性和有益效果体现在以下几个方面：在溶液体系中纳米羟基磷灰石和聚乳酸本来很难分散均匀，更难制得高浓度、稳定的纺丝液进而顺利纺丝。本专利技术将超声技术、高速均质分散技术和静电纺丝技术结合起来，同步实现了纳米羟基磷灰石与聚乳酸的均匀复合、类细胞外基质三维多孔空间结构的构建，由此制得了羟基磷灰石含量高达70％的复合纤维，从而大大提高了复合纤维膜中纳米羟基磷灰石的掺入量并可任意调节。纳米羟基磷灰石是哺乳动物骨骼和牙齿的主要无机组成成分，高含量纳米羟基磷灰石的加入可以提高材料的骨组织修复能力。与其他方案中常见的采用化学改性的方式分别对纳米羟基磷灰石、聚乳酸进行改性的思路不同，本专利技术在制备纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合纤维膜的过程中采用纯物理技术，不会引入其他物相，生物安全性更好。附图说明图1为实施例1制得的纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合纤维膜SEM照片和Mapping图；图2为实施例2制得的纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合纤维膜SEM照片和Mapping图；图3为实施例3制得的纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合纤维膜SEM照片和Mapping图；图4为实施例4制得的纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合纤维膜SEM照片和Mapping图。具体实施方式为使本领域普通技术人员充分理解本专利技术的技术方案和有益效果，以下结合具体实施例和附图进行进一步说明。实施例1将60mg聚乳酸加入到6mL二氯甲烷中，以800r/min的转速搅拌3h，得到浓度为10g/L的聚乳酸溶液。将3.828mg纳米羟基磷灰石加入到3mLN,N-二甲基甲酰胺中，以200W的功率超声分散处理10min，得到浓度为1.276g/L的纳米羟基磷灰石悬浮液。量取3mL纳米羟基磷灰石悬浮液，立即注入到6mL聚乳酸溶液中，得到的混合物先以800r/min的转速搅拌3h，然后以20000r/min的转速高速均质分散处理3min，最终得到分散均匀、性质稳定的纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合纺丝液。将复合纺丝液注入10mL注射器中，在10kv电压、15cm接收距离、0.05mm/min推进速度下进行静电纺丝，得到纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合纤维膜。分析化验结果表明，该复合纤维膜中纳米羟基磷灰石与聚乳酸的质量比为1:15.67，纳米羟基磷灰石在复合纤维膜中的质量含量为6％。该复合纤维膜的SEM图(左)和Mapping图(右)如图1所示，从图中可以看出，复合纤维膜的形貌良好，直径介于0.5μm-1.3μm之间，纳米羟基磷灰石均匀地分散在复合纤维膜中。实施例2将540mg聚乳酸加入到6mL二氯甲烷中，以800r/min的转速搅拌3h，得到浓度为90g/L的聚乳酸溶液。将1260mg纳米羟基磷灰石加入到6mLN,N-二甲基甲酰胺中，以500W的功率超声分散处理30min，得到浓度为210g/L的纳米羟基磷灰石悬浮液。量取6mL纳米羟基磷灰石悬浮液，立即注入到6mL聚乳酸溶液中，得到的混合物先以800r/min的转速搅拌3h，然后以30000r/min的转速高速均质分散处理8min，最终得到纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合纺丝液。将复合纺丝液注入10mL注射器中，在15kv电压、25cm接收距离、0.5mm/min推进速度下进行静电纺丝，得到纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合纤维膜。分析化验结果表明，该复合纤维膜中纳米羟基磷灰石与聚乳酸的质量比为1:0.43，纳米羟基磷灰石在复合纤维膜中的质量含量为70％。该复合纤维膜的SEM图如图2左图所示。从图中可以看出，复合纤维膜的形貌良好，直径介于0.6μm-2.0μm之间。图2右侧为Mapping图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合纤维膜的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(a)将聚乳酸溶于有机溶剂A中，得到聚乳酸溶液；(b)将羟基磷灰石与有机溶剂B混合后超声分散，得到羟基磷灰石悬浮液；(c)将聚乳酸溶液和羟基磷灰石悬浮液混合，接着进行高速均质分散处理，得到纺丝液；(d)以纺丝液为原料进行静电纺丝，得到纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合纤维膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合纤维膜的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(a)将聚乳酸溶于有机溶剂A中，得到聚乳酸溶液；(b)将羟基磷灰石与有机溶剂B混合后超声分散，得到羟基磷灰石悬浮液；(c)将聚乳酸溶液和羟基磷灰石悬浮液混合，接着进行高速均质分散处理，得到纺丝液；(d)以纺丝液为原料进行静电纺丝，得到纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合纤维膜。


2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(a)所述有机溶剂A选自二氯甲烷、三氯甲烷中的至少一种，有机溶剂B选自N,N-二甲基甲酰胺、六氟异丙醇、三氟乙酸中的至少一种。


3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：聚乳酸溶液的浓度为(10-90)g/L，羟基磷灰石悬浮液的浓度为(1.276-210)g/L。


4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：聚乳酸溶液的浓度为(70-90)g/L，羟基磷灰石悬浮液的浓度为(105-210)g/L。


5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩颖超，毕红艳，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42