[发明专利]一种生物降解复合超细纤维无纺布及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物降解复合超细纤维无纺布及其制备方法，具体的，是一种通过静电纺丝制备的聚乳酸/聚ε-己内酯生物降解复合超细纤维无纺布及其制备方法。

背景技术

近年来，具有良好生物相容性和生物可吸收性的生物可降解高分子在组织工程领域得到了广泛的应用。静电纺丝是聚合物溶液或熔体在静电作用下进行喷射拉伸而获得纳米级纤维的纺丝方法。近年来，静电纺丝作为一种可制备超细纤维乃至于纳米纤维的新型加工方法，引起了世界各国的广泛关注。用静电纺丝技术制得的纤维，直径可达纳米级，比用常规方法制得的纤维直径小几个数量级。这种超细纤维，具有比表面积大、孔隙率高、长径比大、纤维精细程度与均一性高等优点。使用静电纺丝技术可将生物可降解高分子制备成具有高比表面积和孔隙率的超细纤维材料，并使其表现出更好的生物相容性、可降解性、诱导再生性和机械性能。目前将聚乳酸(PLA)、聚ε-己内酯(PCL)、聚三亚甲基碳酸酯(PTMC)等生物可降解高分子电纺研究的报道很多，具体的应用包括创口敷料、药物载体和组织工程材料等。但在很多情况下，单一的一种材料其性能往往很难满足应用的要求。此时，常见的解决办法是采用共混改性的方法。然而，在使用过程中，由于共混材料相容性的不同，共混材料间相分离，可能导致性能劣化。

聚乳酸(PLA)是一种具有良好生物相容性和生物降解特性的聚合物，是FDA认证的一类生物材料，不仅具有较高的力学强度和模量，且降解速度较快。PCL也是FDA认证的一类生物材料，是一种具有良好生物相容性的半结晶聚合物，由于其较高的结晶度和非极性亚甲基的存在，使得PCL亲水性较差且生物降解缓慢。PCL的分子链较为柔软，因此韧性较高但强度和模量不大。由于两者互补的机械性能和生物降解速率的巨大差异，可通过将PLA和PCL共混来调节其降解速率。然而采用这种方法制备的共混材料在使用过程中，由于PLA和PCL相分离，将导致性能劣化。

考虑上述原因，本发明将PLA与PCL同时电纺，利用电纺过程中射流的鞭动效应而互相缠结，使PLA超细纤维与PCL超细纤维相复合，获得PLA/PCL复合超细纤维无纺布。通过调节PLA与PCL的比例，可以有效的控制所获得的PLA/PCL复合超细纤维无纺布的性能。而且由于本发明采用PLA与PCL各自电纺成纤后互相缠结、编织的方式制备复合超细纤维无纺布，操作简便且避免了直接共混所导致的相分离的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过静电纺丝制备的聚乳酸/聚ε-己内酯生物降解复合超细纤维无纺布及其制备方法，用于满足创口敷料、药物载体和组织工程等领域的需求。

本发明提供了一种生物降解复合超细纤维无纺布，由聚乳酸超细纤维和聚ε-己内酯超细纤维组成，其中，聚乳酸和聚ε-己内酯的质量比为1∶9～9∶1；所述的这种生物降解复合超细纤维无纺布中，聚乳酸超细纤维和聚ε-己内酯超细纤维为互相缠结、互相编织的形态。

上述的这种生物降解复合超细纤维无纺布中聚乳酸超细纤维和聚ε-己内酯超细纤维的平均直径为100nm～2000nm。

本发明提供的这种生物降解复合超细纤维无纺布由PLA和PCL两种生物可降解材料组成，由于PLA和PCL在力学性能、降解速率等方面的良好互补性，将它们复合可有效的获得降解速率和力学性能介于两者之间的新型生物降解材料。

本发明提供的一种生物降解复合超细纤维无纺布的制备方法，采用多喷头静电纺丝，将聚乳酸和聚ε-己内酯在通过静电纺丝各自成纤的同时以互相缠结、编织的形式制备成可生物降解复合超细纤维无纺布；其中，聚乳酸和聚ε-己内酯的质量比为1∶9～9∶1。

上述制备方法中，包括以下步骤：

a、将聚乳酸和聚ε-己内酯分别溶解于同一种溶剂中形成均一稳定的聚乳酸纺丝液和聚ε-己内酯纺丝液，其中，聚乳酸质量浓度为4％～12％，聚ε-己内酯质量浓度为6％～12％，溶剂为二氯甲烷或三氯甲烷中的一种与N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺和二甲基亚砜中的一种复配后的复合溶剂；其中，二氯甲烷或三氯甲烷中的一种与N，N-二甲基乙酰胺和二甲基亚砜中的一种的质量比为1∶1～5∶1；

b、将步骤a中制得的聚乳酸纺丝液和聚ε-己内酯纺丝液分别装入静电纺丝设备的不同的注射器中，注射器中的纺丝液通过注射器金属针头与高压电源的一极相连，注射器受精密进样泵推动，以控制注射器中的纺丝液的喷出速度；

c、通过调节聚乳酸纺丝液和聚ε-己内酯纺丝液的浓度和装入聚乳酸纺丝液和聚ε-己内酯纺丝液的注射器的比例，用于电纺的聚乳酸和聚ε-己内酯的质量比为1∶9～9∶1；