專利名稱：殼聚糖納米超細纖維膜材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種殼聚糖納米超細纖維膜材料的制備方法，屬于組織修復材料技術。
背景技術：
殼聚糖為甲殼素的脫乙酰化產物，具有近似于細胞外基質中糖胺聚糖的化學結構，且可被溶菌酶降解，已用于人工皮膚、手術縫合線等生物醫用產品。
在皮膚和軟骨的修復中，殼聚糖可提供與細胞和生物活性物質相結合的活性位點，生物相容性良好。現有的殼聚糖修復物多為厚度在1mm以上的多孔泡沫膜，或以直徑為10μm左右的單纖維構成的無紡布或織物，其結構尺度與細胞外基質中膠原和糖胺聚糖相差甚遠，后者為50nm～500nm的纖維或原纖維。
區別于傳統紡絲，靜電紡絲是借助于外加電場作用下的紡絲過程。在高壓電場作用下，受靜電排斥力、庫侖力和本身表面張力的共同作用，從毛細管頂端噴射出來的聚合物細流沿不穩定的螺旋軌跡曲線運動，在幾十毫秒內被牽伸千萬倍，從而形成超細纖維(Reneker DH，Yarin AL，Fong H，et al.Bending instability of electrically charged liquid jets ofpolymer solutions in electrospinning.J Appl Phys 2000，87(9)4531)。超細纖維被直接收集在接收屏上，形成無紡超細纖維膜。利用此方法可以制備直徑為50nm～500nm的超細纖維膜材料。
Zong等的研究工作表明，利用靜電紡絲制備的生物降解性聚α-羥基酸酯超細纖維膜，可用作細胞儲藏和釋放的載體(Zong XH，Chu B，Fang DF，et al.Cell storage anddelivery system.US Patent 2003 054035)。Luu等將DNA合并入丙交酯乙交酯共聚物(PLGA)溶液進行靜電紡絲，形成了納米纖維結構的DNA轉載支架(Luu YK，Kim K，HsiaoBS el al.Development of a nanostructured DNA delivery scaffold via electrospinning of PLGAand PLA-PEG block copolymer.J Control Release 2003，89(2)341)。Li等用靜電紡絲制備了PLGA無紡纖維網，從孔隙率、力學性能以及對細胞的粘附等方面指出它可以滿足組織工程支架的基本要求(Li WJ，Laurencin CT，Caterson EJ et al.Electrospun nanofirousstructurea novel scaffold for tissue engineering.J Biomed Mater Res 2002，60(4)613)。
現有的超細纖維修復膜材料，未見到單純對殼聚糖超細纖維膜的研究報道或發明專利。
發明內容
本發明的目的在于提供一種殼聚糖納米超細纖維膜材料及其制備方法，該膜材料用作人工皮膚或人工軟骨材料，具有吸液量大、在體內可降解、細胞親和性好及促進壞損組織康復的優點，其制備方法過程簡單。
為達到上述目的，本發明是通過下述技術方案加以實現的。一種殼聚糖納米超細纖維膜材料，其特征在于，該膜材料為質量百分比為10～90％的殼聚糖與聚乙烯醇或聚氧化乙烯的直徑為50nm～500nm的超細纖維形成厚度為10μm～50μm的薄膜。
上述納米超細纖維膜材料的制備方法，其特征在于包括以下過程將粘均相對分子質量(Mη)為5萬～100萬的殼聚糖溶于1％～5％的乙酸水溶液中，然后按殼聚糖/第二組分質量比為10/90～90/10向溶液中加入PVA或PEO，配制成濃度4～8％的紡絲溶液注入到靜電紡絲裝置中，在電壓為5kV～30kV、溶液流量為0.1mL/h～0.5mL/h、接收距離為5cm～25cm的條件下靜電紡絲成膜。
本發明的優點在于，該膜材料用作人工皮膚或人工軟骨材料，具有吸液量大、在體內可降解、細胞親和性好及促進壞損組織康復的優點，其制備方法過程簡單。
具體實施例方式
實施例1取Mη為20萬的殼聚糖0.6g，取聚合度為1750±50、醇解度為98％的PVA 0.6g，分別在磁力攪拌下于室溫溶于10mL 2％稀乙酸中，然后兩者混合形成20mL透明的紡絲溶液。向帶有內徑為0.8mm平口針頭的50mL注射器中注入紡絲溶液，將注射器固定在微量注射泵上，在距離針頭10cm處垂直放置接地的金屬接收屏。將針頭與10kV的高壓直流電源相連，設定0.1mL/h流量進行靜電紡絲，以72h后在接收屏上收集到直徑小于200nm的超細纖維膜，超細纖維中含有少量的梭形珠。
實施例2取Mη為65萬的殼聚糖0.6g，取Mη為230萬的PEO 0.6g，在磁力攪拌下于室溫溶于20mL 2％稀乙酸中，得到透明的紡絲溶液。同樣使用帶有內徑為0.8mm平口針頭的50mL注射器，在接收距離為20cm、電壓為15kV、溶液流量為0.1mL/h條件下進行靜電紡絲，以72h后在接收屏上收集到直徑為100nm～300nm的超細纖維膜。
實施例3取Mη為10萬的殼聚糖0.8g，取聚合度為1750±50、醇解度為98％的PVA 1.2g，分別在磁力攪拌下于室溫溶于25mL 2％稀乙酸中，然后兩者混合形成50mL透明的紡絲溶液。同樣使用帶有內徑為0.8mm平口針頭的50mL注射器，在接收距離為15cm、電壓為15kV、溶液流量為0.1mL/h條件下進行靜電紡絲，以72h后在接收屏上收集到直徑小于200nm的超細纖維膜。
實施例4取Mη為65萬的殼聚糖0.8g，取Mη為150萬的PEO 0.4g，在磁力攪拌下于室溫溶于20mL 2％稀乙酸中，得到透明的紡絲溶液。同樣使用帶有內徑為0.8mm平口針頭的50mL注射器，在接收距離為20cm、電壓為15kV、溶液流量為0.1mL/h條件下進行靜電紡絲，以72h后在接收屏上收集到直徑為100nm～300nm的超細纖維膜。
權利要求
1.一種殼聚糖納米超細纖維膜材料，其特征在于該膜材料是由質量百分比占10～90％的殼聚糖與聚乙烯醇或聚氧化乙烯的直徑為50nm～500nm的超細纖維形成厚度為10μm～50μm的薄膜。
2.一種按權利要求1所述殼聚糖納米超細纖維膜材料的制備方法，其特征在于包括以下過程將粘均相對分子質量Mη為5萬～100萬的殼聚糖溶于1％～5％的乙酸水溶液中，然后按殼聚糖/第二組分質量比為10/90～90/10向溶液中加入PVA或PEO，配制成濃度為4～8％的紡絲溶液注入靜電紡絲裝置中，在電壓為5kV～30kV、溶液流量為0.1mL/h～0.5mL/h、接收距離為5cm～25cm的條件下靜電紡絲成膜。
全文摘要
本發明公開了一種殼聚糖納米超細纖維膜材料及其制備方法，屬于組織修復材料技術。該膜材料為質量百分比占10～90％的殼聚糖與聚乙烯醇或聚氧化乙烯的直徑為50nm～500nm的超細纖維形成的厚度為10μm～50μm的薄膜。其制備過程將殼聚糖溶于乙酸水溶液中，然后按殼聚糖/第二組分質量比為10/90～90/10向溶液中加入PVA或PEO，配制成濃度為4～8％的紡絲溶液注入到靜電紡絲裝置中，在電壓為5kV～30kV、溶液流量為0.1mL/h～0.5mL/h、接收距離為5cm～25cm的條件下靜電紡絲成膜材料。本發明的優點在于，該膜材料用作人工皮膚或人工軟骨材料，具有吸液量大、在體內可降解、細胞親和性好及促進壞損組織康復的優點，其制備方法過程簡單。
文檔編號A61L27/60GK1569254SQ200410019230
公開日2005年1月26日 申請日期2004年5月12日 優先權日2004年5月12日
發明者袁曉燕, 張園園, 段斌, 黃小坡 申請人:天津大學