具有有序等級納米結構的三維多孔膜的制備方法技術

一種具有有序等級納米結構的三維多孔膜的制備方法，涉及兩種高分子材料。提供一種具有有序等級納米結構的三維多孔膜及其制備方法。有序等級納米結構的三維多孔膜，既具有三維貫穿的孔結構，又具有納米葉狀物長在有序排列的納米纖維上的等級納米結構。這種等級納米結構的形狀和尺寸大小可以通過改變這兩種高分子材料的原始重量比進行調控。本發明專利技術的制備方法，工藝、設備簡單，穩定可靠，操作方便，制得的具有有序等級納米結構的三維多孔膜，具有在組織工程中作支架材料或作藥物控釋材料的潛在能力。該技術簡單易行，適用范圍廣。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種具有有序等級納米結構的三維多孔膜的制備技術，具體說是涉及一種使在組織工程中有潛在應用的支架材料或藥物緩釋材料，具有更好的微觀結構，更適合細胞和組織的生長的材料或可控緩釋功能的材料的制備技術，所用的技術是將靜電紡絲技術和有機溶劑后處理技術的結合。
技術介紹
具有等級納米結構的納米材料，尤其是那些一維的具有等級納米結構的納米材料，有望顯示出一些新的重要功能。天然蜘蛛絲因柔韌、輕質，并具有非常高的強度和韌性，良好的生物相容性，而成為理想的可控的緩釋材料和組織工程支架材料。靜電紡絲法這種制備各種各樣材料的納米纖維的簡單而有效的方法，因其制備的微/納米纖維多孔膜具有極高的比表面積和天然細胞外基質相似的微觀結構，而被廣泛用于組織工程支架材料的制備。但是，蜘蛛絲蛋白的可紡性較差，電紡所獲得的纖維直徑常在微米級，形成的纖維支架是一種較致密的二維結構，空隙尺寸小于細胞的大小而不利于細胞的生長。因此，通過適當的方法，改善蜘蛛絲蛋白的可紡性，用靜電紡絲技術獲得具有較大空隙的三維結構支架材料，很有必要。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種，采用可紡性和生物相容性均良好的高聚物來改善蜘蛛絲蛋白的紡絲性能，先用靜電紡絲技術制備復合纖維多孔膜，再利用蜘蛛絲和其它高聚物在某有機溶劑中的溶解性的不同，用該有機溶劑處理復合纖維多孔膜。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是:本專利技術的一種，包括如下步驟:步驟一:將兩種在有機溶劑中溶解性不同的生物相容性良好的高聚物，以重量比1:2-2:1分別溶解于低毒性的具有揮發性的溶劑中，磁力攪拌5h±0.5h，分別得到兩種高聚物溶液。然后，將兩種高聚物溶液混合后繼續攪拌5h±0.5h，得靜電紡絲液。所述的有機溶劑為丙酮、乙醇和乙酸等。生物相容性良好的高聚物為聚乳酸、蜘蛛絲和蠶絲等可生物降解的高聚物。低毒性的具有揮發性的溶劑為99%六氟異丙醇、二氯甲烷和水等。步驟二:把所得的靜電紡絲液灌進注射器中，在注射器出口的下端設置鋁箔，10 20kV高壓電源的正極端與注射器的出口處連接，負極端與包有鋁箔的滾筒連接，滾筒以1300轉/分 1800轉/分的轉速旋轉，并使電極間距為13cm左右；注射器以均勻速率0.l_5ml/h將靜電紡絲液從注射器中噴出，鋁箔在注射器的出口正前方13cm 15cm處收集紡出的纖維，連續紡絲2-5小時得有序排列的纖維多孔膜。優選的，注射器以均勻速率1.0mL/h使靜電紡絲液從注射器中噴出。步驟三:在空氣中放置I天以上后，把有序排列的纖維多孔膜從鋁箔中剝離下來。步驟四:將有序排列的纖維多孔膜浸入濃度為90V/V% ±5V/V%有機溶劑中浸泡30 60min后，再用去離子水清洗至少3遍，最后再將其置入真空干燥箱中，于30度± 3度干燥24h以上。優選的，將有序排列的纖維多孔膜在90%的丙酮中浸泡的時間為50min±10min。本專利技術所述的一種，將靜電紡絲技術和有機溶劑后處理技術結合起來的一種方法。工藝簡單，操作方便，易于掌握，且制備過程安全。該方法制得的具有有序等級納米結構的三維多孔膜為納米級，兼具三維的微孔結構和納米葉狀物生長在有序的納米纖維上的等級納米結構，其孔的大小和等級納米結構的形貌隨兩種高聚物重量比、紡絲時間和有機溶劑中的浸泡時間的變化而變化。不僅可作組織工程的支架材料，也可以作可控的緩釋材料。附圖說明圖1是蜘蛛絲和聚乳酸的重量比為1:1時制得的具有蜘蛛絲/聚乳酸納米芽長在有序納米纖維上的等級納米結構的三維多孔支架掃描電鏡照片；圖2是蜘蛛絲和聚乳酸的重量比為2: 3時制得的具有蜘蛛絲/聚乳酸納米葉長在有序納米纖維上的等級納米結構的三維多孔支架掃描電鏡照片；圖3是蜘蛛絲和聚乳酸的重量比為1: 2時制得的具有蜘蛛絲/聚乳酸納米葉長在有序納米纖維上的等級納米結構的三維多孔支架掃描電鏡照片；圖4是圖3的高倍放大圖。具體實施例方式以下詳細描述本專利技術的技術方案。本專利技術實施例僅供說明具體結構，該結構的規模不受實施例的限制。實施例1本實施方式具有蜘蛛絲/聚乳酸納米葉長在有序納米纖維上等級納米結構的三維多孔支架制備，是通過以下步驟實現的:步驟一:將聚乳酸母粒溶解于99v/v%六氟異丙醇中，磁力攪拌5h左右，得到濃度為12wt%左右的溶液。將天然蜘蛛絲也溶解于99v/v%六氟異丙醇中，并用金屬篩過濾后，得到濃度為lwt%左右的溶液。然后，將兩者混合后繼續攪拌5h左右，得靜電紡絲液。所述的紡絲液中蜘蛛絲蛋白和聚乳酸的重量比分別為1: 1，2: 3和1: 2，以紡絲液中蜘蛛絲蛋白和聚乳酸的重量比為2:3的最優。步驟二:把所得的靜電紡絲液灌進注射器中，在注射器出口的下端設置鋁箔，高壓電源的正極端與注射器的出口處連接，負極端與包有鋁箔的滾筒連接，滾筒以1300轉/分的轉速旋轉，并使電極間距為13cm，所施加的電壓為12kV ;注射器以均勻速率1.0ml/h將靜電紡絲液從注射器中噴出，鋁箔在注射器的出口正前方13cm處收集紡出的纖維，連續紡絲3小時得有序排列的纖維多孔膜。步驟三:在空氣中放置I天左右后，把有序排列的纖維多孔膜從鋁箔中剝離下來。 步驟四:將有序排列的纖維多孔膜浸入90%的丙酮中浸泡60min后，再用去離子水清洗至少3遍，最后再將其置入真空干燥箱中，于30度左右干燥24h。所得具有有序等級納米結構 的三維多孔膜參見圖1-圖4。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有有序等級納米結構的三維多孔膜的制備方法，其特征在于包括如下步驟：步驟一：將兩種在有機溶劑中溶解性不同的生物相容性良好的高聚物，重量比1∶2?2∶1分別溶解于低毒性的具有揮發性的溶劑中，磁力攪拌5h±0.5h，分別得到兩種高聚物溶液。然后，將兩種高聚物溶液混合后繼續攪拌5h±0.5h，得靜電紡絲液；把所得的靜電紡絲液灌進注射器中，在注射器出口的下端設置鋁箔，10～20kV電源的正極端與注射器的出口處連接，負極端與包有鋁箔的滾筒連接，滾筒以1300轉/分～1800轉/分的轉速旋轉，并使電極間距為13cm左右；注射器以均勻速率0.1?5ml/h將靜電紡絲液從注射器中噴出，鋁箔在注射器的出口正前方13cm～15cm處收集紡出的纖維，連續紡絲2?5小時得有序排列的纖維多孔膜；所述的有機溶劑為丙酮、乙醇和乙酸一種或幾種；所述的生物相容性良好的高聚物為聚乳酸、蜘蛛絲和蠶絲之兩種；所述的低毒性的具有揮發性的溶劑為99v/v％六氟異丙醇、二氯甲烷和水一種或幾種。

【技術特征摘要】
1.一種具有有序等級納米結構的三維多孔膜的制備方法，其特征在于包括如下步驟: 步驟一:將兩種在有機溶劑中溶解性不同的生物相容性良好的高聚物，重量比1:2-2:1分別溶解于低毒性的具有揮發性的溶劑中，磁力攪拌5h±0.5h，分別得到兩種高聚物溶液。然后，將兩種高聚物溶液混合后繼續攪拌5h±0.5h，得靜電紡絲液； 把所得的靜電紡絲液灌進注射器中，在注射器出口的下端設置鋁箔，10 20kV電源的正極端與注射器的出口處連接，負極端與包有鋁箔的滾筒連接，滾筒以1300轉/分 1800轉/分的轉速旋轉，并使電極間距為13cm左右；注射器以均勻速率0.l-5ml/h將靜電紡絲液從注射器中噴出，鋁箔在注射器的出口正前方13cm 15cm處收集紡出的纖維，連續紡絲2-5小時得有序排列的纖維多孔膜； 所述的有機溶劑為丙酮、乙醇和乙酸一種或幾種； 所述的生物相容性良好的高聚物為聚乳酸、蜘蛛絲和蠶絲之兩種； 所述的低毒性的具...

【專利技術屬性】
技術研發人員：俞巧珍，
申請(專利權)人：嘉興學院，
類型：發明
國別省市：