[发明专利]一种增强电纺丝膜机械性能的方法

说明书

本发明涉及一种增强电纺丝膜机械性能的方法。多臂聚酯可以有效地增强聚酯电纺丝膜的机械性能。一种混纺多臂聚已内酯的聚乳酸电纺丝膜，其由多臂聚已内酯和聚乳酸两种聚合物组成；多臂聚已内酯分子与聚乳酸分子更紧密地缠绕在一起，限制了大分子之间的相对滑移；调整多臂聚已内酯和聚乳酸混纺的质量比，多臂聚已内酯的臂数，多臂聚已内酯的臂长等能够形成不同强度的电纺丝膜。本发明的优点是直接调整纺丝液中的聚合物的构成，混纺得到不同机械强度的电纺丝膜，方法简单。

技术领域

本发明涉及一种增强电纺丝膜机械性能的方法。

背景技术

骨缺损和骨折不愈合是临床疑难问题，移植骨是基本的治疗方法。在修复过程中，不同组织细胞向损伤处迁移速度不同，来自周围组织中的成纤维细胞迁移比成骨细胞快，从而导致骨愈合障碍或不连接。如何更好地修复骨缺损、防止骨不连接越来越重要，这促使人们不断探索各种治疗方法，来解决这一骨重建外科临床医学难题。

由于骨是以再生方式完成创伤修复的组织之一，应用引导组织再生技术修复骨损伤有一定的组织学基础，即引导骨再生(Guided Bone Regeneration，GBR)。单纯自体骨移植可出现60％吸收，而自体骨与Bio-oss膜的混合移植物仅有20％发生吸收，可以长期维持植区的垂直高度。

膨体聚四氟乙烯是应用最为广泛的不可吸收膜材料，具有良好的力学性能和生物相容性，但是由于不可吸收膜材料的不可降解性,需要二次手术取出，增加了病人的痛苦,也可能引起组织的再次损伤，这就为可吸收引导膜材料的发展提供了广阔的空间。聚乳酸(PLA)、聚乙交酯(PGA)、聚己内酯(PCL)及其共聚物等聚酯类合成高分子材料具有良好的降解性、生物相容性和机械性能，成为优良的GBR膜材料。

电纺丝是一种简捷、连续制备纳米纤维的技术，各种聚酯已经成功地电纺成纳米纤维，在引导骨再生研究领域展现出独特的魅力。然而电纺丝膜的机械强度差成了难解的问题，目前文献也很少有关于改善聚酯静电纺丝膜机械性能的系统研究报道。发明人制备的PLGA纤维膜的抗拉强度为2.5MPa左右。因此，为了提高膜的机械强度，同时防止生物活性陶瓷羟基磷灰石(HA)粒子从PLGA基体中快速脱离出来，改善HA与生物可吸收聚酯之间的界面结合力，发明人接枝改性HA-g-PLLA，并通过共混电纺丝制备了HA-g-PLLA/PLGA纤维膜，阐明了两相组成变化对纤维膜性能的影响，研究中也发现接枝改性HA-g-PLLA掺入聚合物纤维后，电纺丝膜的机械强度确实有所提高，但是还需要进一步改善。

此外，单一的生物可吸收聚合物材料在实际使用过程中总存在或多或少的缺陷，如PCL虽然降解过程较慢，但60℃左右的低熔点却限制了它的使用；PLA的降解速度较快，但其低温抗冲击性能却较差。因此，通过共混改性来克服这一类聚合物的缺点，发挥各自的优异性能，是一种简单易行的方法。

发明内容

本发明提供一种增强电纺丝膜机械性能的方法。所述电纺丝膜是由多臂聚已内酯和聚乳酸均匀共混，电纺成纤维膜，由于多臂聚己内酯的添加使聚合物分子更紧密地缠绕在一起，增大了高分子之间相对滑移的阻力；调整多臂聚已内酯和聚乳酸混纺的质量比，多臂聚已内酯的臂数或多臂聚已内酯的臂长，形成不同机械强度的纺丝膜；其用于组织工程，特别是引导骨再生膜；所述的多臂聚已内酯是分别以乙二醇，甘油，季戊四醇，双季戊四醇为引发剂，辛酸亚锡为催化剂，引发ε-已内酯开环聚合制得；所述的聚乳酸的数均分子量为100000。

本发明中增强电纺丝膜机械性能的方法包括如下步骤：

A.合成多臂聚已内酯(MA-PCL)。一定量的引发剂与甲苯共沸除水后，与5.7～20.1g除水的CL、0.06～0.42g除水引发剂和0.1～0.35ml0.2g/ml除水的辛酸亚锡混合在氮气保护的状态下120℃反应24小时。反应完成后冷却，加入1.5倍氯仿溶解12小时，再用乙醇在磁力搅拌下沉降10min，循环水式多用真空泵抽干，自然风干12小时，35℃真空干燥箱干燥24小时。