[发明专利]一种遇水能产生形变的材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种材料，具体涉及一种遇水能产生形变的材料及其制备方法。

背景技术

智能形变材料是在外界刺激作用下能发生形变并保持在该临时形变状态， 而当形变撤销或改变后，其又将回复到初始状态的一种材料。外界刺激作用包 括：加热，光照，电、磁刺激及溶剂作用等多种多样的刺激。智能形变材料因 其特殊的形状记忆功能，被视为生物工程领域较为重要的智能材料，在医疗工 具、穿戴设备、药物缓释和组织替代等方面都有较为良好的应用前景。目前研 究应用得最为广泛的是对热致形变材料的研究，但其形变转变的温度点通常较 高，对生物组织和细胞都有一定的损害，不能很好的适用于生物材料领域，因 此通过自然界最常见的水触发的智能形变材料，目前被认为是最为理想的智能 生物材料。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供了一种遇水能产生 形变的材料，本发明提供了该材料的制备方法，本发明还提供了该材料的用途。

为实现上述目的，所采取的技术方案：遇水形变材料，该材料包含蛋白质 纤维，并且该材料遇水时在第一维度上呈现溶胀现象同时在与所述第一维度不 同的维度上呈现收缩现象。

优选地，所述蛋白质纤维来源于蚕丝或蜘蛛丝。

优选地，所述材料还包含合成聚合物。

优选地，所述合成聚合物选自：聚丙烯腈、聚酰胺、聚酰亚胺、聚芳酯、 聚苯酯、聚砜、聚醚醚酮、聚碳酸酯、聚苯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙二醇、 聚乳酸以及它们的均聚物、共聚物和共混物。

优选地，所述材料被制成薄膜状、纤维状、海绵状或复合膜状。

优选地，所述材料在100％被水浸润时在所述第一维度上呈现的溶胀超过 20％，在与所述第一维度不同的维度上呈现的收缩超过20％。

本发明提供了制备上述所述的遇水形变材料的方法，所述方法包括：

(1)提供所述蛋白质纤维的溶液；

(2)对步骤(1)的溶液进行成型处理。

优选地，所述步骤(1)中的天然丝状高分子材料的溶液通过将所述蛋白质 纤维溶解于有机溶剂中获得。

优选地，所述步骤(2)中的成型处理通过静电纺丝法、流延法、气相沉积 法中的至少一种进行，使所述遇水形变材料成型为薄膜状、纤维状、海绵状或 复合膜状。

优选地，所述方法包括以下步骤：

(1a)将天然丝状高分子材料溶解于有机溶剂中，得到混合液；

(2a)将步骤(1a)所得的混合液静电纺丝成纤维膜；

(3a)将步骤(2a)所得的纤维膜干燥以除去残留的有机溶剂，干燥的纤维 膜，即为所述遇水能产生形变的材料。

优选地，所述方法包括以下步骤：

(1b)将天然丝状高分子材料溶解于有机溶剂中，得到混合液；

(2b)将(1b)中制备得到的混合液流延成型成片状湿膜；

(3b)将步骤(2b)中所得的片状湿膜干燥以除去残留有机溶剂，得到片 状薄膜，即为所述遇水能产生形变的材料。

优选地，所述方法包括以下步骤：

(1c)将天然丝状高分子材料溶解于有机溶剂中，得到混合液；

(2c)将步骤(1c)中制备得到的混合液在水中透析，然后在聚乙二醇溶液 中渗析；

(3c)将步骤(2c)中所得的混合液密封后静置至形成海绵状的溶胶凝胶， 即为所述遇水能产生形变的材料。

优选地，所述方法包括以下步骤：

(1d)将天然丝状高分子材料溶解于有机溶剂中，得到混合液；

(2d)通过气相沉积法将步骤(1d)中所得的混合液沉积在合成高分子材 料制成的薄膜上，得到复合片层材料；

(3d)将步骤(2d)中所得的复合片层材料干燥处理以除去残留溶剂，得 到复合薄膜材料，即为所述遇水能产生形变的材料。

优选地，所述步骤(1a)、(1b)、(1c)和(1d)中溶解为超声溶解。优选地， 所述步骤(3c)中静置温度为60-80℃。

本发明还提供了上述所述的遇水能产生形变的材料在制备可穿戴设备、医 疗器械设备、手术辅助工具、药物缓释载体、生物组织工程支架或组织结构替 代材料中的用途。