[发明专利]微纳复合多层次结构聚合物薄膜及其制备方法

说明书

本发明提出一种微纳复合多层次结构聚合物薄膜及其制备方法，解决了现有技术中纺丝薄膜表面光滑，不利于细胞的粘附和生物活性因子的激活等问题。本发明是按照下述方式进行的：(1)利用仿生设计，在母模上构建微尺寸结构；(2)纺丝，将聚合物纺丝薄膜加工在微热压基体上，(3)热压：使微热压基体发生变形挤压聚合物纺丝薄膜按照微尺寸结构形状发生变形；(4)脱模，再将微热压基体和母模脱离。本发明既保持了单纯纺丝支架的高孔隙率，又较好的实现了支架表面的微结构的主动设计和成型精度可控，成型效果好，加工效率高，良品率高，细胞在热压材料上生长速度快。

技术领域

本发明涉及聚合物功能薄膜制备的技术领域，更具体地说，涉及一种带有微米和纳米尺度的复合多层次结构聚合物薄膜的制备方法，所制备薄膜可实现超疏水、超亲水的特性，可应用到超疏水结构、生物组织工程支架等领域。

背景技术

组织器官移植是治疗各种慢性器官病变的最有效的手段，然而供体的匾乏一直制约着组织器官移植。组织工程为体外培养活体组织器官提供了可能，它有望恢复人体组织器官更多的生化功能。静电纺丝作为获得组织工程支架的最常用的一种方法，具有简单有效，方便经济等优点，得到的纤维具有连续长度，多孔，超细直径和高比表面积等特性。但同时受工艺限制，一般制备的纺丝薄膜表面光滑，不利于细胞的粘附和生物活性因子的激活。因此，如何制造高的比表面积和适宜的表面理化性质以利于细胞粘附、增殖和分化以及负载生长因子等生物信号分子成为组织工程支架制造的重要问题。

发明内容

本发明提出一种微纳复合多层次结构聚合物薄膜及其制备方法，解决了现有技术中纺丝薄膜表面光滑，不利于细胞的粘附和生物活性因子载荷等问题。

本发明的微纳复合多层次结构聚合物薄膜的制备方法，是按照下述方式进行的：

(1)利用仿生设计，在母模上构建微尺寸结构；

(2)纺丝，将微热压基体置于纺丝针头下侧接收纺丝纤维，待接收完毕，纺丝薄膜连同微热压基体一同取出，此时聚合物纺丝薄膜已加工在微热压基体上，

(3)热压：将带有聚合物纺丝薄膜的表面紧贴在母模的微尺寸结构上，调节温度和载荷，使温度高于聚合物的玻璃化转变温度、低于黏流转变温度，使微热压基体发生变形挤压聚合物纺丝薄膜按照微尺寸结构形状发生变形；

(4)脱模，再将微热压基体和母模脱离。

步骤(2)中聚合物纺丝薄膜的厚度是微尺寸结构厚度的1.5-3倍。

所述步骤(2)中纺丝材料和微热压基体的材料可选用PP、PS、PE、PMMA、PC、PLLA、PDLA、PVA、PCL、PEG、PEO、PBS或TPU中的至少一种。

所述纺丝法为熔体纺丝法、溶液纺丝法、熔融纺丝法、静电纺丝法或旋碟纺丝法。

聚合物纺丝薄膜加工方法如下：将聚乳酸和聚乙二醇溶于二氯甲烷和二甲基甲酰胺混合溶液中，在40℃恒温水浴锅中搅拌12h，其中聚乳酸和聚乙二醇的质量比为95:5，二氯甲烷和二甲基甲酰胺溶液的体积比7:3；然后，将混合溶液加到注射器中，利用静电纺丝机器纺丝制备出纳米级纤维薄膜。

纺丝工艺为：正电压10kV，针头内径0.9mm，接收距离20cm。

微热压工艺参数为：热压温度65℃，压头加载速度0.01mm/s，保压力80N，保压时间300s。

本发明的方法对纺丝薄膜进行二次加工，因纺丝薄膜已具备纳米结构，通过微热压技术可构建带有微纳米复合多层次结构的组织工程支架，既保持了单纯纺丝支架的高孔隙率，又较好的实现了支架表面的微结构的主动设计和成型精度可控，成型效果好，加工效率高，良品率高，细胞在热压材料上生长速度快。

附图说明