[发明专利]一种制备蓬松态纳米纤维的静电纺丝装置及方法

说明书

本发明公开了一种制备蓬松态纳米纤维的静电纺丝装置及方法。静电纺丝装置包括：供气装置、喷射装置及蓬松态纤维收集装置。供气装置通过气体导管连接到导气装置上，喷射装置的不锈钢针头穿过导气装置，伸到接收装置上方。其静电纺丝制备方法包括以下步骤：配置溶液；基底的制备；蓬松纳米纤维的制备。蓬态松纳米纤维的制备过程：在没有鞘气辅助的环境下进行预纺丝；出现丝膜后通入鞘气；蓬松态纤维上升至顶部附近时停止纺丝，得到蓬松态纳米纤维。本发明的工艺简单，成本较低，蓬松度更高，并利用高孔隙度来作为组织工程的支架从而在体外形成细胞支架复合体。

技术领域

本发明涉及了一种静电纺丝装置，尤其是涉及利用鞘气辅助和蓬松态收集装置的静电纺丝装置。

背景技术

近年来，随着材料科学的发展，关于纳米材料的研究报道持续增加，尤其是纳米纤维材料的制备与应用研究受到人们的广泛重视，成为材料研究领域的热点之一。研究人员开发了许多制备纳米纤维的方法，其中，静电纺丝技术是制备纳米纤维的重要手段，所制备的纤维与细胞外基质具有类似的结构，具有极大的比表面积和高孔隙率等特点。

目前众多研究表明电纺纤维是构建合适的组织工程支架从而在体外形成细胞支架复合体，进而移植于体内损伤部位进行组织修复、促进再生的最佳选择之一。支架材料若想提升在组织工程领域的应用前景，提高支架的孔隙率并使其具备内部多个单元相互贯通的功能化纤维支架材料是上策，因为功能化的支架能显著改善组织的再生功能。虽然研究者通过改变不同参数和工艺制备了各式各样的电纺纤维支架材料。然而，这些支架主要是平面电纺纤维膜结构，纤维与纤维之间排列过于紧密，作为细胞培养支架材料只能提供表面的生长空间，细胞很难进入到支架内部进行生长和增殖，这种只具有表层结构的纤维膜极大限制了其在生物医学工程领域的应用。所以蓬松态纳米纤维支架引起了广泛的关注。然而，目前三维支架均属湿法制备，需要繁杂的制备程序，其中冷冻干燥过程是一个极为耗时的步骤，严重阻碍了研究的进程。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种干法静电纺丝的制备方法，解决了现有纤维三维程度不够，工艺繁琐，且蓬松态纤维与溶剂分离时会被压缩等问题，制备出的蓬松态纳米纤维可以为细胞提供优秀的类天然体外生存维环境。

一种静电纺丝装置包括供气装置、喷射装置及蓬松态纤维收集装置，其中供气装置包括：依次连接的气体干燥装置、空气压缩机、气体导管与导气装置；

所述的喷射装置包括高压电源，可控注射装置，注射器，喷射针头；所述可控注射装置与注射器连接，注射器与喷射针头连接；穿过导气装置设置的喷射针头一端密封，另一端延伸并接近至接收装置；高压电源的正极与导气通道连接；

接收装置包括接收管、内壁导电纸，所述的内壁导电纸粘附在接受管的内壁，其中内壁上的导电纸与高压电源的负极相连接。

供气装置的气体干燥装置、空气压缩机，导气通道之间通过内径6～8mm的气体导管连接；

进一步的，喷射针头为21号不锈钢针头。

进一步的，气体干燥装置，内部设有干燥剂及升温装置。

进一步的，喷射针头与导气装置之间设有密封结构AB胶或密封圈。

进一步的，接收装置中，接收管为绝缘空心圆柱，其内径为5～7cm，长度为10～15cm，绝缘空心圆柱内壁导电纸为锡箔纸或铝箔纸。

进一步的，接收装置为悬空状态。

进一步的，喷射针头位于接收装置中心处，且喷射针头的尖头处与接收装置的顶部平面处在同一个水平面上。

进一步的，导电纸从接收管底部延伸至距接收管顶部3-5cm。

一种蓬松态纳米纤维制备方法，其特征在于：包括以下步骤：