[发明专利]一种三维图案化Fe3

说明书

本发明公开了一种三维图案化Fe₃O₄/医用高分子材料复合纳米纤维及其制备方法。该方法将Fe₃O₄纳米颗粒与溶剂超声混合，再加入医用高分子材料，得到电纺液；使用电纺液开始电纺，得复合纳米纤维；再与接收装置分离、晾干，再分割成小片，然后镊取小片并润湿，放至底部预置了铷铁硼永磁铁的培养皿中；连续镊取所得小片堆叠在培养皿中，得三维图案化Fe₃O₄/医用高分子材料复合纳米纤维。本发明的三维图案化复合纳米纤维不仅不会破坏静电纺丝纳米纤维原有的微观仿生结构，打破静电纺丝技术应用于组织工程支架的二维平面限制，提供了一种非接触式的高效仿生三维构建方法，而且图案化后的孔状结构有利于细胞黏附、增殖等。

技术领域

本发明涉及多级复合贯通孔隙结构的三维纳米纤维领域，具体涉及一种三维图案化Fe₃O₄/医用高分子材料复合纳米纤维及其制备方法。

背景技术

近年来，组织工程的不断发展为人类的健康提供了有力的保障，其中，支架材料作为组织工程中凝聚人类智慧最多的一环经历了数十年已经走向了仿生构建的道路。在多种制备支架材料的技术中，静电纺丝技术因其能制备出微观结构仿生细胞外基质的纳米纤维而在组织工程领域中有广泛的应用。但是，由于静电纺丝技术难以构建出三维纳米纤维材料而使其应用倍受限制。

通过简单的增加样品制备时间并不能得到三维纳米纤维材料，只会使得样品的孔隙率下降，并且随时间推移，接收器被纤维覆盖导致导电性下降进而使得接收效率下降最终导致纺丝失败。目前通过静电纺丝技术制备三维结构的方法大体可以分为以下四种。（1）连续电纺或多层电纺。采用类似二维平面电纺的方式制备薄层纤维，然后通过参数调节进行连续电纺。使用这种方法可以制备出厚度为几百微米的三维多孔结构。（2）通过对制备的纤维材料进行后处理，例如折叠、卷曲或层层叠加，构建出三维结构。（3）通过设计具有三维结构的接收器作为模板来代替二维的平面接收器来制备纳米纤维以获得三维结构。（4）通过改变静电纺丝的参数（如电场强度、溶液浓度和相对湿度等）来实现丝纤维的快速堆积或组装以获得三维结构。

但是使用这些方法一方面可能因为操作难度大进而导致效率相对低下；另一方面，处理过程会在一定程度上破坏静电纺丝纳米纤维原有的微观结构仿生特性，且无法形成宏观—微观多级复合贯通孔隙结构，从而无法为细胞提供所需的三维微环境。因此，如何利用电纺技术有效制备多级复合贯通孔隙结构的三维纳米纤维是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现在无法快速有效通过电纺构建三维纳米纤维的不足，提供一种三维图案化Fe₃O₄/医用高分子材料复合纳米纤维及其制备方法，该方法基于静电纺丝技术，在不引入其他复杂技术及后处理的情况下高效快速制备具多级复合贯通孔隙结构的三维支架，即电纺复合磁性纳米纤维，在磁场作用下，快速图案化及三维构建。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种三维图案化Fe₃O₄/医用高分子材料复合纳米纤维的制备方法，包括以下步骤：

（1）将Fe₃O₄纳米颗粒和溶剂超声混合，得到分散均匀的Fe₃O₄悬浊液；

（2）向步骤（1）所得Fe₃O₄悬浊液中加入医用高分子材料，混合均匀，得到电纺液；

（3）将不锈钢网格作为接收装置，使用步骤（2）中的电纺液开始电纺，得到图案化的Fe₃O₄/医用高分子材料复合纳米纤维；