一种具有抗凝血性的纳米纤维膜制造技术

本发明专利技术涉及抗凝血材料领域，尤其涉及一种具有抗凝血性的纳米纤维膜，通过不同层复合组成的纳米纤维膜，能够实现结构性能的相互补充，弥补单层材料所带来的力学缺陷，并且通过采用同轴静电纺丝技术以及限定不同层结构的注射速度，显著提高了纳米纤维膜的透气性。因此，本发明专利技术提供的抗凝血性纳米纤维膜不仅抗凝血性强、透气性好，而且具备优良的力学性能、生物相容性和抗菌能力，能够满足对膜式氧合器中膜材料的要求。膜材料的要求。膜材料的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种具有抗凝血性的纳米纤维膜


[0001]本专利技术涉及抗凝血材料领域，尤其涉及一种具有抗凝血性的纳米纤维膜。

技术介绍

[0002]近年来，体外人工膜肺氧合(ECMO)的需求量急剧增加，对膜式氧合器而言，最核心的组成是膜材料，膜材料性能的好坏直接决定着氧合器性能的优劣，选择适宜的膜材料已成为人工肺技术开展的关键。
[0003]聚氨酯是由氨基甲酸酯基为主链的高分子聚合物，它是由多异氰酸酯、多元醇与小分子扩链剂通过加聚反应逐步聚合生成的多嵌段聚合物，由于聚氨酯具有良好的机械性能、成膜性和生物相容性，因此在医疗卫生领域应用广泛。
[0004]目前临床上最广泛使用的膜材料为聚氨酯微孔膜，然而现有的聚氨酯微孔膜材料存在抗凝血性能差、易感染以及透气性差等问题，往往不能满足医用需求，因此，研究一种新的膜材料具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种具有抗凝血性的纳米纤维膜，该抗凝血性的纳米纤维膜具有优异的抗凝血性能、透气性和抗菌能力，可以很好地在血液和气体的分界面实现气体交换，且不引起血栓的形成、溶血、血小板功能降低、蛋白质黏附等现象的发生，能够满足对膜式氧合器中膜材料的要求。
[0006]本专利技术提供一种具有抗凝血性的纳米纤维膜，包括从内至外依次紧密贴合的第一层和第二层；
[0007]所述第一层的成分包括肝素化丝素蛋白和木质素；
[0008]所述第二层的成分包括肝素、聚乳酸和聚乙二醇单甲醚；
[0009]所述具有抗凝血性的纳米纤维膜采用同轴静电纺丝技术制备所得；
[0010]所述同轴静电纺丝技术的条件包括：所述第一层的注射流速为1～1.5mL/h，所述第二层比所述第一层的注射流速大0.5～1.5mL/h，高压电源的电压为15～20V。
[0011]相比于现有方法，本专利技术提供的具有抗凝血性的纳米纤维膜，具有以下优势：
[0012]第一层中的肝素化丝素蛋白为纳米纤维膜提供了优异的抗凝血性和透气性，同时还能中和第二层中的聚乳酸降解后产生的乳酸，显著降低了因乳酸引起的无菌性炎症的发生；木质素可以为纳米纤维膜提供良好的生物相容性、可降解性和抗氧化性能，同时还能提高拉伸强度等力学性能；
[0013]第二层中的肝素为纳米纤维膜提供了抗凝血性能，聚乳酸能够为纳米纤维膜提供良好的热稳定性和高冲击强度，聚乙二醇单甲醚的加入实现了对聚乳酸表面的亲水性修饰，提高了聚乳酸的生物相容性，弥补了聚乳酸自身疏水的缺陷；
[0014]本专利技术采用同轴静电纺丝技术，通过调节第一层和第二层的注射速度，使注射速度逐层增大，实现了在相同的电压下，两层结构之间的直径差不断增大，导致第一层受到的
挤压力不断增大，利于第一层形成更紧密的结构，进而提高第一层的力学强度，同时注射速度不同会导致纳米纤维膜从第二层到第一层的纺丝由疏到密，使得纳米纤维膜的透气率得到提升。
[0015]通过第一层和第二层复合组成的纳米纤维膜，能够实现结构性能的相互补充，弥补单层材料所带来的力学缺陷，并且通过限定不同层结构的注射速度显著提高了纳米纤维膜的透气性。因此，本专利技术提供的抗凝血性纳米纤维膜不仅抗凝血性强、透气性好，而且具备优良的力学性能、生物相容性和抗菌能力，能够满足对膜式氧合器中膜材料的要求。
[0016]优选地，所述纳米纤维膜还包括贴合在所述第二层外侧的第三层，所述第三层的成分包括聚氨酯、聚己内酯和肝素钠，所述聚氨酯、聚己内酯和肝素钠的质量比为(10～25)：(8～12)：(2～7)。
[0017]第三层中的聚氨酯一方面为纳米纤维膜提供抗凝血性能，另一方面还能提供良好的韧性和机械强度；聚己内酯的加入能够为纳米纤维膜提供支撑作用，还能够协同聚氨酯提高纳米纤维膜的机械强度；加入肝素钠可以改善聚己内酯的生物相容性，而且还能够使聚氨酯和聚己内酯的相容性得到提升，进一步提高纳米纤维膜的机械性能，同时肝素钠还可以协同聚氨酯提高纳米纤维膜的抗凝血性能，降低纤维膜材料表面和血液之间的界面张力，利于提高纤维膜的血液相容性。
[0018]优选地，制备所述纳米纤维膜时，所述第三层比所述第二层的注射流速大0.5～1.5mL/h。
[0019]通过设置第三层和第二层的注射流速差，可以实现第三层比第二层的结构更加疏松，保证纳米纤维膜的透气性能。
[0020]优选地，所述第一层的厚度为0.04～0.06mm，所述第二层的厚度为0.03～0.05mm，所述第三层的厚度为0.03～0.05mm，所述纳米纤维膜的总厚度为0.1～0.16mm。
[0021]通过合理设计各层的厚度比例关系，使纳米纤维膜不仅具备良好的抗凝血性能和力学性能，同时保证同轴静电纺丝过程中的加工性和加工稳定性。
[0022]优选地，所述第三层的制备方法为：将所述聚氨酯、聚己内酯和肝素钠混合，在2～8℃下反应2～5h后溶于有机溶剂中，在25～35℃下反应10～16h后即得。
[0023]优选地，所述第一层还包括抗菌剂。
[0024]优选地，所述抗菌剂为TiO2、ZrO2、Cu(NO3)2中的至少一种。
[0025]抗菌剂的加入能提高纳米纤维膜的抗菌性能，能够协同肝素化丝素蛋白进一步地降低无菌性炎症的发生。
[0026]优选地，所述第二层还包括热塑性淀粉和增塑剂。
[0027]优选地，所述增塑剂为甘油、甲酰胺或碳酸二甲酯中的至少一种。
[0028]加入热塑性淀粉一方面能实现肝素在体内的缓慢释放，赋予纳米纤维膜具备缓释性能，另一方面还能协同其他组分增强复合材料的断裂伸长率等力学性能；增塑剂能够协同提高纳米纤维膜的柔韧性能。
[0029]优选地，所述第一层中的所述肝素化丝素蛋白、木质素和抗菌剂的质量比为(15～45)：(1.8～2.2)：2；所述第二层中的所述聚乳酸、聚乙二醇单甲醚、增塑剂、热塑性淀粉和肝素的质量比为(20～35)：(10～25)：(0.8～1.2)：(0.9～1.3)：1。
[0030]优选地，所述第一层的制备方法为：将所述第一层的成分溶于有机溶剂中，在50～
70℃下反应1～3h后即得。
[0031]优选地，所述第二层的制备方法为：将所述聚乙二醇甲醚和所述聚乳酸在催化剂的作用下于25～35℃下反应3～5h，加入其余成分，在25～35℃下反应3～5h后溶于有机溶剂中，再在25～35℃下反应3～5h后即得，其中，所述催化剂为辛酸亚锡、氯化亚锡、异辛酸亚锡中的至少一种。
[0032]优选地，所述有机溶剂为N,N
‑
二甲基乙酰胺、N,N
‑
二甲基甲酰胺、N
‑
甲基吡咯烷酮、丙酮、四氢呋喃或醋酸中的一种。
[0033]优选地，所述同轴静电纺丝技术的条件还包括：注射器针头与接受装置之间的距离为14～20cm，所述接受装置的温度为50～70℃。
附图说明
[0034]图1为实施例制备的具有抗凝血性的纳米纤维膜的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有抗凝血性的纳米纤维膜，其特征在于，包括从内至外依次紧密贴合的第一层和第二层；所述第一层的成分包括肝素化丝素蛋白和木质素；所述第二层的成分包括肝素、聚乳酸和聚乙二醇单甲醚；所述具有抗凝血性的纳米纤维膜采用同轴静电纺丝技术制备所得；所述同轴静电纺丝技术的条件包括：所述第一层的注射流速为1～1.5mL/h，所述第二层比所述第一层的注射流速大0.5～1.5mL/h，高压电源的电压为15～20V。2.如权利要求1所述的具有抗凝血性的纳米纤维膜，其特征在于，所述纳米纤维膜还包括贴合在所述第二层外侧的第三层，所述第三层的成分包括聚氨酯、聚己内酯和肝素钠，所述聚氨酯、聚己内酯和肝素钠的质量比为(10～25)：(8～12)：(2～7)。3.如权利要求2所述的具有抗凝血性的纳米纤维膜，其特征在于，制备所述纳米纤维膜时，所述第三层比所述第二层的注射流速大0.5～1.5mL/h。4.如权利要求2所述的具有抗凝血性的纳米纤维膜，其特征在于，所述第一层的厚度为0.04～0.06mm，所述第二层的厚度为0.03～0.05mm，所述第三层的厚度为0.03～0.05mm，所述纳米纤维膜的总厚度为0.1～0.16mm。5.如权利要求2所述的具有抗凝血性的纳米纤维膜，其特征在于，所述第三层的制备方法为：将所述聚氨酯、聚己内酯和肝素钠混合，在2～8℃下反应2～5h后溶于有...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雅晴，张聘，王秋君，谢毅，刘向卿，张迪，李昭进，王欢，王波，孙会兰，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：发明
国别省市：