[发明专利]乳液电纺法制备可生物降解聚合物纳米纤维膜

说明书

技术领域

本发明属于纳米纤维领域，特别地涉及乳液电纺法制备可生物降解聚合物纳米纤维膜。

背景技术

静电纺丝，简称电纺，是将聚合物的溶液或熔体，通过高压静电施加的电场力作用拉伸形变，伴随着溶剂挥发或熔体固化过程而形成纤维的技术，是一种制备亚微米到纳米级聚合物纤维简单而有效的方法。

乳液电纺是在传统电纺基础上发展起来的一种新型的、具有特殊应用价值和前景的电纺技术。乳液电纺是用聚合物溶液经乳化后代替原本的均一、澄清的溶液进行电纺，并制备出聚合物纳米纤维的方法。它是由两种相互“不混溶”的液体形成的热力学不稳定的分散体系。通常电纺所用的乳液是含某种成分的水溶液通过表面活性剂的作用以球形小液滴的形式分散于以聚合物/有机溶剂的溶液所组成的连续相中，形成的油包水型（W/O）乳状液。由此可见，乳液电纺可以以某种聚合物溶液为连续相，将不相容的另一种聚合物或小分子物质以液滴的形式分散在聚合物溶液中形成乳液体系，通过电纺制备制备出复合纳米纤维，比如将水溶性的药物溶解在水中，并分散在水不溶的聚合物有机溶液中，通过电纺可以得到载药的聚合物纳米纤维。如Sanders（Sanders EH,etc.Two-phase electrospinning from a single electrified jet:microencapsulation of aqueous reservoirs in poly(ethylene-co-vinyl acetate)fibers.Macromolecules2003(36):3803-3805.）等应用两相不互溶的乳液体系进行电纺制备了负载牛血清白蛋白的聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）纤维；利用乳液电纺的方法，在传统的电纺丝设备上就可以直接制备出芯-壳结构的复合纳米纤维。Xu等（Xu X,etc.Preparation of Core-Sheath Composite Nanofibers by Emulsion Electrospinning.Macromolecular Rapid Communications 2006(27):1637-1642.）将PEO水溶液分散在PEG-PLLA氯仿溶液中，在表面活性剂SDS作用下形成稳定的乳液，通过电纺得到芯-壳结构的复合纤维：内层为PEO，外层为PEG-PLLA。Bazilevsky等（Bazilevsky AV，Yarin AL,Megaridis CM.Co-electrospinning of Core-Shell Fibers Using a Single-Nozzle Technique.Langmuir 2007(23):2311-2314.）将等量的PMMA和PAN溶解于DMF，由于两者相容性差，共混溶液在分相后形成了以PMMA为分散相的乳液，通过电纺得到了芯-壳结构的PMMA/PAN复合纤维，并对其形成机理进行了理论分析；这种特殊的核-壳结构复合纳米纤维在药物控制释放载体、组织工程支架和多功能复合材料等方面都有巨大的应用潜质。此外，乳液电纺的方法可以改善电纺液的溶液性质从而改善聚合物的可纺性以及调控聚合物纤维的形貌。

可生物降解聚合物一方面可以降解不会对环境产生污染，为环境低负荷材料。同时，相当一部份生物降解塑料的主要原料是来自可年年再生的农业资源，作为有限的、日趋枯竭的不可再生的石油资源的补充替代，也已成为研究开发热点。尤其是可生物降解聚合物的纳米纤维材料，具有比表面积大、孔隙率高等特殊的性能，在组织工程支架、皮肤修复和创伤敷料等生物医学领域有广阔的应用前景。目前，文献已报道通过传统的电纺技术可以将部分可生物降解聚合物品种制备成纳米纤维，如聚乳酸（PLA）。但是有一些生物降解聚合物品种无法用传统的电纺技术制备纳米纤维膜及其相应的功能纤维膜，如聚丁二酸丁二醇酯（PBS）。

发明内容

本发明的目的是提供乳液电纺法制备可生物降解聚合物纳米纤维膜；该方法简单易行、设备成本低，不要求形成完全均相的电纺液，比传统溶液电纺技术适用范围更广，并且可通过调控乳液的性质进一步调控聚合物纤维膜的结构和性能。

本发明提供乳液电纺法制备可生物降解聚酯纤维膜，包括如下步骤：配制浓度为0.05~0.2g/ml的可生物降解聚合物溶液，将其与可生物降解聚合物溶液体积比为1：50~1：10的不相容液以及表面活性剂混合，搅拌，得到乳液，将乳液进行静电纺丝，得到可生物降解聚酯纤维膜；所述不相容液是与可生物降解聚合物溶液不相溶的液体。