[发明专利]一种海藻酸钠/壳聚糖复合流体同轴纺丝方法

说明书

本发明提供了一种海藻酸钠/壳聚糖复合流体同轴纺丝方法。根据各种工业纺丝和生物医用组织工程丝支架的要求，以能产生聚电解质反应的壳聚糖溶液和海藻酸钠溶液为原料，通过调节两种溶液的浓度和相对速度，海藻酸钠溶液将壳聚糖溶液拉伸成丝流，同时在海藻酸钠溶液中产生聚电解质丝状物，因而制备出不同直径的丝状支架。与传统纺丝方法相比，该方法简单易行，能克服传统湿法纺丝工艺中断的不利影响。

技术领域

本发明属于生物医学组织工程和工业纺织技术领域，具体地说是一种海藻酸钠/壳聚糖复合流体同轴纺丝方法。

背景技术

目前丝状材料的制造方法多种多样，常见的主要有熔喷法（Melt-blown）湿法纺丝（wet spinning）、静电纺丝（Electrospinning）、相分离法（Phase separation）、自组装法（Self-assembly）、模板合成法（Template synthesis）、喷雾纺丝（Spray-spinning）等，但均因制造工艺复杂、工程消耗时间长、原料使用范围窄、纺丝截面不规则以及高压静电安全问题等缺点，在实际生产中受到不同条件的限制。

发明内容

本发明提出一种海藻酸钠/壳聚糖复合流体同轴纺丝方法，可获得海藻酸钠/壳聚糖复合物丝状支架材料，其直径可控、获得的产品间相互没有粘连，原料简单，设备简单，工艺操作简便，制备出的丝带状支架材料可以用于生物医学组织工程支架或工业纺织等领域。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种海藻酸钠/壳聚糖复合流体同轴纺丝方法，壳聚糖溶液被以注射的方式加入到与其相对运动的海藻酸钠溶液中，当海藻酸钠溶液与壳聚糖溶液相遇时，相对速度为20～1500m/s；当两种溶液以所述相对速度相遇时，壳聚糖溶液在两种溶液间的接触摩擦作用下拉伸成丝状流动，同时壳聚糖溶液由于与海藻酸钠溶液发生聚电解质反应而固化成型，最终形成丝状支架。

进一步地，所述海藻酸钠溶液以pH 5-9的水或缓冲溶液为溶剂配制，海藻酸钠溶液浓度为0.01-3 %（w/v），海藻酸钠分子量为250-600 kDa。

进一步地，所述壳聚糖溶液以pH 3-6的水或缓冲溶液为溶剂配制，壳聚糖溶液浓度为0.01-3 %（w/v），壳聚糖分子量为15-250 kDa，壳聚糖脱乙酰度80-98 %。

进一步地，所述壳聚糖溶液以连续流体的方式，注射进入同轴喷射的海藻酸钠溶液，其中包括壳聚糖溶液内注射-海藻酸钠溶液外喷射和海藻酸钠溶液内喷射-壳聚糖溶液外注射两种方式，所述注射速度小于喷射速度。

进一步地，所述壳聚糖溶液注射进入海藻酸钠溶液的入射口单位面积流量为10-3000 L/hr·m²。

进一步地，为了保持最后纺丝产品直径的均一性，壳聚糖溶液体积用量为海藻酸钠溶液体积的0.01-1%。

进一步地，将所获取的带有丝状支架的反应溶液以2500-3500 g离心，收集丝状支架。

本方法的原理是：相对运动着的壳聚糖溶液与海藻酸钠溶液相遇，并发生聚电解质反应，使被拉伸的壳聚糖丝状液流固定成型，形成固态的、有弹性的丝状支架。相对于地面来说，不管是壳聚糖溶液保持静止而海藻酸钠溶液相对于前者运动，或者是海藻酸钠溶液保持静止而壳聚糖相对于前者运动，只要两者之间有相对运动，而且相互接触，壳聚糖溶液都能够在接触面上被拉伸变形，并于海藻酸钠溶液反应而形成丝带状产物。