[发明专利]多孔核壳结构纳米纤维及其制作方法

说明书

本发明利用同轴静电纺丝制备多一种孔核壳结构纳米纤维，采用聚乳酸‑羟基乙酸共聚物作为壳层溶质，三氯甲烷和N‑N二甲基甲酰胺作为壳层溶剂，采用聚氧化乙烯作为核层溶质，去离子水作为核层溶剂，将壳层溶液和核层溶液分别以一定的流速注入到同轴静电纺丝针头的外针头和内针头中，同时将高压静电发生器连接偏心轴静电纺丝针头进行静电纺丝，得到多孔核壳纳米纤维，本发明提供了最适宜制备多孔核壳结构纳米纤维的原料配比和实验条件，操作方便、控制简单、工艺流程短。

技术领域

本发明属于材料工程领域，具体涉及一种多孔核壳结构纳米纤维及其制备方法。

背景技术

随着纳米科技的发展，人们对于纤维材料的要求越来越高，如何得到高性能、高附加值的纤维材料产品是近年来研究的重要方向之一。在纤维材料体系中，多孔纳米纤维具有高孔隙率、高比表面积、高表面活性等特点，这种结构适用于纤维与周围环境需要进行充分接触和反应的场合，比如药物释放领域。利用同轴静电纺丝装置，合理配置溶质、溶剂配比，即可纺出具有多孔的核壳结构纳米纤维。

对于非核壳纳米纤维在生物医药方面的应用而言，分散不均匀，极易出现突释现象，对于核壳纳米纤维在生物医药方面的应用而言，核层结构材料可以将药物或活性物质包裹在内部，防止药物暴露有机溶剂中；因为药物或活性物质溶解在核层溶液中，即使对核壳纤维表面改性也不会影响到内部药物的活性。因此，将蛋白质、生长因子、药物、DNA等活性物质加入到核层溶液中，可以制备出载蛋白质、生长因子、药物、DNA等活性物质的核壳结构纳米纤维。这种方法中，药物可以均匀分散，且由于壳层材料的包裹，可以达到控制释放的效果。

同轴静电纺丝技术可以在纤维表面进行功能化修饰，同时也可以将功能材料包裹子纤维内部，以起到持久发挥功效的作用。为了更好的发挥壳层纤维表面，以及材料更好的控制药物释放的效果，我们有必要研究出具有多孔的核壳纳米纤维。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多孔核壳结构纳米纤维，其操作方便、控制简单、工艺流程短。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多孔核壳结构纳米纤维的制备方法，包括以下步骤：

S1:将疏水性壳层溶质溶于壳层溶剂中，制备壳层溶液；

S2:将亲水性核层溶质溶于核层溶剂中，制备核层溶液；

S3：将壳层溶液和核层溶液分别以一定的流速注入到同轴静电纺丝针头的外针头和内针头中，同时将高压静电发生器连接同轴静电纺丝针头进行静电纺丝实验，制成多孔核壳结构纳米纤维。

优选的，步骤S1中壳层溶质为聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)，壳层溶剂为三氯甲烷(CF)和N-N二甲基甲酰胺(DMF)，称取0.8g聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)80/20溶于3-9ml三氯甲烷(CF)中，并将溶液瓶放在磁力搅拌机上搅拌，待聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)完全溶解后，在溶液中加入5-9ml N-N二甲基甲酰胺(DMF)，继续搅拌至均以透明的纺丝液，配置成质量体积比浓度为8％的壳层溶液。

优选的，三氯甲烷(CF)和N-N二甲基甲酰胺(DMF)溶剂体积比例范围为6：4-10:0，当三氯甲烷(CF)和N-N二甲基甲酰胺(DMF)溶剂比例变化时，静电纺丝得到的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)纤维形貌明显不同。当溶剂只有N-N二甲基甲酰胺(DMF)时，所得的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)纤维为球形，球与球之间有细丝相连。当加入三氯甲烷(CF)，溶剂比例三氯甲烷(CF):N-N二甲基甲酰胺(DMF)为3:7时，纤维呈现纺锤形形貌。当溶剂比例增大到5:5时，纤维表面光滑，纤维直径均匀。当溶剂比例为6:4和7:3时，纤维呈扁平带状，纤维表面有裂缝。当溶剂比例为8:2时纤维表面有许多沟壑。当溶剂比例继续增大，变成9:1时，纤维表面出现多孔，10:0时，纤维表面同样是多孔状态。