[发明专利]一种用于制备多孔纳米纤维的电纺丝装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型材料及生物材料的制备装置，尤其涉及一种用于制备多孔纳米纤维的电纺丝装置。

背景技术

静电纺丝技术被认为是一种制备连续纳米尺度纤维的理想方法，因此在过滤材料、伤口敷料、纳米复合材料和传感器等方面获得了广泛的应用。运用电纺丝技术可以制备纤维直径介于3nm至5μm的不同外形的纤维状聚合物支架，并依据所需材料的结构性能的要求进行设计和调整，使这一技术在生物工程领域如制备仿生化和功能化的组织工程支架等方面得到了广泛地研究。这是因为细胞在自然生长时具有一定的型貌和方向，如神经细胞、肌细胞及内皮细胞等都是具有特定型貌和趋向的细胞，而特定形状的支架不仅可以支持细胞更好地生长，同时对细胞的型貌具有诱导作用，制备适合细胞生长的支架以支持和诱导细胞生长和分化是组织工程学研究领域中非常关键的技术之一。

传统的电纺丝装置一般包括高压电源、液体供给装置、喷射装置和收集装置四个部分，其工作原理是将聚合物溶液或熔体置于液体供给装置中，并与高压电源相连，高压电源提供给溶液几千至几万伏的直流电压，在电场力作用下，聚合物溶液或熔体克服液体表面张力的作用，通过喷嘴处的液滴由球状被拉长为锥状，形成所谓的“泰勒锥”(Taylorcone)。喷射流在高压电场的作用下发生震荡而不稳，产生频率极高的不规则性螺旋运动，在高速震荡中，喷射流被迅速拉细，溶剂也迅速挥发，最终形成直径在微米至纳米级的纤维，从而在接收板上得到无纺布形式的聚合物纤维；但是传统的电纺丝装置所制取的纳米纤维很多排列比较杂乱，而且不可调节，无法制备适合细胞生长的特定形状的支架。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可自动控制且可制备良好取向的多孔纳米纤维支架的电纺丝装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于制备多孔纳米纤维的电纺丝装置，包括机架、静电高压发生装置和至少一个液体供给装置，所述的机架上设置有纤维收集装置和至少一个喷射头，所述的喷射头与所述的液体供给装置相互连通，所述的静电高压发生装置分别与所述的纤维收集装置和所述的喷射头电连接，它还包括中央控制系统，所述的喷射头上设置有横向调节装置，所述的横向调节装置、所述的静电高压发生装置、所述的纤维收集装置和所述的液体供给装置四者均与所述的中央控制系统电连接。

所述的横向调节装置包括固定设置在所述的机架上的第一电机和轴接在所述的机架上的传动丝杆，所述的第一电机上连接有减速器，所述的传动丝杆与所述的减速器固定连接，所述的喷射头上设置有绝缘杆，所述的绝缘杆上设置有连接块，所述的连接块与所述的传动丝杆螺纹连接。

所述的喷射头为两个，两个所述的喷射头均固定设置在所述的绝缘杆的端部，所述的液体供给装置为两个，所述的液体供给装置设置在绝缘架中，一个液体供给装置与一个对应的喷射头相互连通。

所述的绝缘杆上设置有上下调节装置，所述的上下调节装置包括设置在所述的机架上的调节手轮和与所述的调节手轮螺纹连接的调节螺杆，所述的连接块上设置有纵向通孔，所述的绝缘杆穿过所述的纵向通孔与所述的调节螺杆固定连接，所述的连接块上设置有固定螺钉，所述的固定螺钉的端部顶接在所述的绝缘杆上。

所述的机架上设置有与所述的传动丝杆处于同一水平面的支撑杆，所述的连接块与所述的支撑杆滑动配合，所述的绝缘杆设置在所述的传动丝杆与所述的支撑杆之间。

所述的机架上固定设置有用于控制所述的喷射头横向位移的接触开关，所述的连接块上设置有与所述的接触开关对应的接触头，所述的接触开关与所述的中央控制系统电连接。

所述的纤维收集装置包括滚轴和固定设置在所述的机架上的第二电机，所述的滚轴的两端分别顶接有绝缘连接杆和金属连接杆，所述的机架上固定设置有绝缘板，所述的绝缘连接杆和所述的金属连接杆轴接在所述的绝缘板上，所述的第二电机与所述的绝缘连接杆固定连接，所述的金属连接杆与所述的静电高压发生装置电连接，所述的滚轴的两端与所述的连接杆之间设置有可拆装装置。

所述的可拆装装置包括同轴套设在所述的连接杆和所述的滚轴上的滑套，所述的滑套上设置有纵向的螺纹孔，所述的螺纹孔内设置有定位珠，所述的连接杆上设置有定位孔，所述的定位珠顶接在所述的定位孔上，所述的螺纹孔内螺纹连接有定位块，所述的定位块与所述的定位珠之间设置有压簧。

所述的滚轴上设置有平板收集装置。

所述的金属连接杆上设置有用于释放所述的纤维收集装置和所述的机架上的余电和感应电的放电装置。