[发明专利]一种化学交联增强静电纺丝纳米纤维膜物理性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学交联增强静电纺丝纳米纤维膜物理性能的方法。

背景技术

静电纺丝加工的纳米纤维膜具有较高的孔隙率，高精细度、比表面积大、较好的均一性等优点，而且与天然的细胞间质具有类似的结构，有利于营养物质的透过，可以促进细胞的迁移和增殖，因此可制备生物相容性、免缝合支架，用于临床治疗和组织工程。特别是聚酯类的电纺纳米纤维膜，由于聚酯具有可降解性，当应用于体内时，可在体内降解，不需要二次手术取出，减少了患者的痛苦和治疗费用。然而其力学强度较低的缺陷也极大的限制了此类材料的应用。

徐秀玲于2007年发表在EuropeanPolymer杂志上的一篇论文（XuXL,ChenXS,LiuAX,HongZK,JingXB.Electrospunpoly(L-lactide)-graftedhydroxyapatite/poly(L-lactide)nanocompositefibers.EuropeanPolymerJournal,2007,43:3187–3196.）运用电纺丝技术制备了聚丙交酯（PLA）接枝羟基磷灰石与聚乙交酯丙交酯（PLGA）复合纳米纤维膜，结果表明掺有羟基磷灰石的聚酯纳米纤维的物理性能得到一定程度改善。张鹏云于2009年发表在中国组织工程研究与临床康复杂志上的论文（张鹏云,张建松,徐晓红,等.生物交联剂京尼平对静电纺明胶纳米纤维膜改性的影响.中国组织工程研究与临床康复,2009,13(8):1500-1504.）则是用京尼平对明胶纺丝膜进行交联改进，观察交联后纤维膜的生物相容性和物理性能，结果显示纤维膜生物相容性没有受到影响，机械性能有所改善。本文提供一种简便易行的化学交联方法改进聚酯纳米纤维膜的物理性能。选用过氧化二异丙苯（DCP）为交联剂，三烯丙基异氰脲酸酯（TAIC）为助交联剂，乙醚或石油醚为溶剂，通过改变交联剂浓度、助交联剂浓度和交联温度调整纳米纤维膜的力学性能等。

发明内容

本发明提供一种化学交联增强静电纺丝纳米纤维膜的方法，其特征在于通过聚酯纳米纤维膜在交联剂和助交联剂溶液中负压条件下浸提，然后加热使聚酯高分子链与交联剂和助交联剂之间发生化学反应，形成牢固的化学键连接，使纳米纤维膜发生交联；所述的聚酯为右旋聚乳酸（PDLA）、左旋聚乳酸（PLLA）、聚己内酯（PCL）、聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）中的一种或几种；所述的交联剂为过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化苯甲酰（BPO）等有机过氧化物交联剂中的一种或几种；所述的助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯（TAIC）、三聚氰酸三烯丙酯（TAC）、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TMPTMA）等烯丙基类助交联剂中的一种或几种；所述的交联剂与助交联剂的浓度为0.02mol/L~0.1mol/L：0.02~0.1mol/L；所述的溶液溶剂为乙醚，石油醚中的一种或两种；所述的交联温度为40℃-140℃。

本发明提供的化学交联增强电纺聚酯纳米纤维膜方法的步骤和条件如下：

(1)纤维膜制备。将聚酯溶于三氯甲烷，配制成浓度为8.5wt%的溶液。为了便于纺丝，同时加入0.5wt%苄基三乙基氯化铵（TEBAC），室温下搅拌12h，得到透明、均一的纺丝溶液。

室温下，纺丝溶液装入注射器，并将其固定在微量注射泵上；静电发生器的正极接于注射器前端的金属针头，接收装置（铝箔）连接负极；调节针头与接收装置的距离为15cm；启动微量注射泵，流速设为12μL/min，电源电压为7kV；获得纤维膜在真空烘箱中25℃，干燥24h。

(2)纤维膜交联。配制浓度比为0.02~0.1mol/L:0.02~0.1mol/L的交联剂和助交联剂混合交联溶液，将纳米纤维膜置于其中浸泡，并且置于密闭装置中，用真空泵抽气使压力达到-0.07MPa，浸泡20分钟，然后取出纳米纤维膜用夹具夹紧四边，防止加热过程中纤维膜收缩，放入烘箱加热，使其发生化学交联反应，加热一定时间后取出，待冷却后放入石油醚中洗涤，去除残余的交联剂和助交联剂。

有益效果：本发明是一种化学交联增强电纺聚酯纳米纤维膜的方法。化学交联方法是通过交联剂产生自由基引发PLLA分子链与含有多个双键的助交联剂发生反应，可以使多条PLLA分子链连接在一起，所以能够明显的提高纳米纤维膜的力学性能；本发明还具有方法操作简单，原料易得，不需要特殊器械的优点，同时在加工的过程中对膜的形态结构改变不大，且无细胞毒性。

附图说明

图1为发明内容及实施例中固定纤维膜交联装置示意图，长方形为夹具的边沿，中间正方形区域是纤维膜，箭头所指为夹具施加力的方向；