[发明专利]一种含多壁碳纳米管的CS/PVA 复合纳米纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于CS/PVA复合纳米纤维及其制备领域，特别涉及一种含多壁碳纳米管的CS/PVA复合纳米纤维及其制备方法。

背景技术

组织工程是应用生命科学与工程学的原理与技术，在正确认识哺乳动物的正常及病理两种状态下的组织结构与功能关系的基础上，研究开发用于修复、维护、促进人体各种组织或器官损伤后的功能和形态的生物替代物的一门新兴学科。其基本原理是将体外培养扩增的正常组织细胞吸附于一种具有优良细胞相容性并可被机体降解吸收的生物材料上形成复合物，然后将细胞-生物材料复合物植入人体组织、器官的病损部位，在作为细胞生长支架的生物材料逐渐被机体降解吸收的同时，细胞不断增殖、分化，形成新的并且其形态、功能方面与相应组织、器官一致的组织，从而达到修复创伤和重建功能的目的。

组织工程的生物材料-组织工程支架材料是组织工程的基础，为细胞提供一个黏附、增殖、分化及生长的三维支架式外环境，因此找到一种合适的支架材料是最关键的一步。支架必须具有以下特点：(1)生物相容性：要让细胞附着在支架上成长，支架的材料必须是无毒的，具有生物相容性，而且支架的表面需适合细胞附着，因此支架需要有大的比表面积，同时支架要能在细胞繁殖的期间，分解成对人体无害的物质。(2)强度：因为支架将移植入体内，所以必须具备一定的强度。

由于纳米纤维的高长径比、高空隙率和高比表面积等优点，其应用范围越来越广泛，作为制造纳米纤维的有效方法之一，静电纺技术倍受世人的关注。Doshi，J等人[Doshi，J.；Reneker，D.H.，Electrospinning process and applications of electrospun fibers.Journal of Electrostatics 1995，35，(2-3)，151-160.]对静电纺丝过程、条件、及纤维形貌方面都有比较成熟的研究。实验证明静电纺受电压、溶液的电导率、粘度、表明张力等因素的影响。静电纺丝纳米纤维已经应用于组织工程的各个方面。静电纺纳米纤维独特的结构特点可以满足细胞生长的需求，该方法制备的纳米纤维具有较好的蛋白吸附功能，表面暴露的活性基团，有利于进行化学修饰，其多孔结构有助于细胞的黏附和伸长等，同时可以通过对纤维的表面或是在溶液中加入一些特定的物质以改善纤维的物理机械性能，满足组织过程与临床需要。静电纺丝工艺流程简单，普遍适用于现有的天然或合成性聚合物。

壳聚糖(Chitosan，CS)是甲壳素的脱乙酰衍生物，是天然多糖中惟一的碱性多糖，可以从虾壳、蟹壳还有一些细菌的细胞壁中大量提取。CS表面存在大量游离的氨基和羟基，因此可以参加很多化学反应。作为无毒、来源丰富、具有良好生物相容性及生物可降解性且具有抗菌止血性能的天然大分子，CS已经成为应用广泛的生物材料之一。聚乙烯醇(PVA)分子具有规整的线性结构，分子内含有大量的游离羟基，形成大量的分子内和分子间氢键，具有很好的可纺性。通过静电纺丝方法，可以得到形态很好的纤维。另外，PVA具有良好的生物相容性和化学稳定性，在药学、医学和食品工程等领域都有广泛的应用。Chuang，W.Y等人[Chuang，W.Y.；Young，T.H.；Yao，C.H.；Chiu，W.Y.，Properties of the poly(vinyl alcohol)/chitosan blend and its effect on the culture of fibroblast in vitro.Biomaterials 1999，20，(16)，1479-1487.]通过静电纺丝方法制备了PVA及PVA/CS纳米纤维，实验证明当在溶液中混入了CS后，纳米纤维更有利于细胞的培养，细胞在PVA/CS混合膜上能够更好地迁移、黏附和增殖。