[发明专利]多孔模板制备生物可降解高分子纳米材料的方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于先进生物纳米材料制备技术领域。特别是一种基于多孔模板的生物可降解高分子纳米材料的制备方法和装置。

背景技术

近年来，我国科学家在纳米科技领域屡创佳绩，一系列重要的论文发表在世界权威科学刊物或者相关国际会议上。目前在与纳米科技有关的诸多研究领域中，比较热门并且有可能率先取得实际应用的有：纳米制备方法，纳米器件构建，纳米医学。其中自组装纳米结构材料越来越受到人们关注，正在成为纳米材料研究新热点。其基本内涵是以纳米颗粒、纳米线和纳米管为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系。多孔模板法是组装纳米结构材料非常重要而简易易控的一个方法。

目前利用多孔模板可以比较成熟地制备金属、半导体、聚合物纳米材料。这些材料通过赋予纳米结构后具有特殊的光电磁功能特性，从而为光电磁纳米器件的构建奠定了基础。如A.J.Yin等[Appl.Phy.Lett.，2001，79(7)：1039]在多孔氧化铝的纳米孔道中，以金属氯化物的二甲基亚砜(DMSO)溶液为电解液，通过交流电沉积制得金属纳米线阵列。H.B.Xu等[Chem.Phy.Lett.，2005，412：294]在多孔氧化铝模板中电泳沉积制得了有机酞菁铜纳米线。Steinhart等[Science，2002，296(14)：1997]利用多孔氧化铝模板，通过熔融润湿法制备了聚苯乙烯(PS)、聚四氟乙烯(PTFE)的纳米管。同时他们利用大孔径氧化硅模板制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)纳米管。

多孔模板是构建可降解高分子纳米材料的有效方法，但是鲜有报道。由于生物可降解高分子在体内可降解，其分解产物可以代谢并最终排出体外，以最大限度减少材料对机体的长期影响，因而通过多孔模板法制备的可生物降解高分子纳米材料将在药物缓释和组织工程等领域具有广阔应用前景。高分子纳米材料的常规制备方法是熔融法和溶液浸润法，前种方法可加快材料降解，后种方法由于溶液黏度较高而不能完全浸润。

发明内容

为解决上述问题，我们发明一种多孔模板制备生物可降解高分子纳米材料的方法和装置，又可将其命名为负压抽滤法。本发明的基于多孔模板的生物可降解高分子纳米材料包括纳米线和纳米管的制备方法和装置，通过改变高分子溶液浓度和模板参数，可根据实际需要调控纳米材料三维尺寸。

本发明所采用的技术方案如下：

一种多孔模板制备生物可降解高分子纳米材料的方法，其特征在于该方法是将生物可降解高分子溶液经负压抽滤后填充到多孔模板中，用刻蚀剂将多孔模板刻蚀后得到可降解高分子的纳米材料，具体步骤如下：

a.开启真空泵(8)，在掩膜(3)的掩膜孔(7)处放上多孔模板(5)，先用去离子水滴加到多孔模板(5)上洗涤多孔模板2～3次；

b.将可降解高分子材料充分溶解于适量的溶剂中，然后将2～3滴可降解高分子溶液滴加到多孔模板(5)上，待可降解高分子溶液全部渗入多孔模板(5)后停止抽真空；

c.小心的用镊子将多孔模板(5)取出并用双面胶将多孔模板(5)贴于玻片上，放入40℃烘箱烘15分钟；

d.用刻蚀剂在40℃烘箱中将多孔模板(5)溶解，用大量去离子水清洗除去残余盐分，40℃烘箱烘15分钟，即得可降解高分子的纳米材料。

所述的生物可降解高分子材料为天然可降解高分子材料如壳聚糖、淀粉、纤维素、蛋白质，或者为合成可降解高分子材料如聚谷氨酸、聚乳酸、聚羟基丁酸酯、聚羟基戊酸酯。

所述的多孔模板为具有多孔管道孔径的无机或有机多孔材料模板如阳极氧化铝模板、纳米孔洞玻璃模板、介孔沸石模板、多孔硅模板、金属模板、聚碳酸酯模板。

所述的方法步骤b中所用的溶剂不具备溶解多孔模板和砂芯漏斗的能力，溶剂为水，或者为链烷烃、烯烃、醇、醛、胺、酯、醚、酮、芳香烃、氢化烃、萜烯烃、卤代烃、杂环化物、含氮化合物及含硫化合物中较易挥发的溶剂如氯仿、四氢呋喃、甲苯、乙醇、乙醚中的一种或几种混合后的溶剂。

所述的方法步骤d中所用的刻蚀剂为不具备溶解生物可降解高分子材料但具备溶解多孔模板能力的溶液，为强碱溶液如NaOH或KOH溶液等。