[发明专利]一种液晶态复合纤维膜及其制备与应用

说明书

本发明公开了一种液晶态复合纤维膜及其制备与应用。本发明方法包括如下步骤：胆固醇壬酸酯和胆固醇油烯基碳酸酯按照配方配比混合，加热至两种液晶化合物均到达清亮点温度以上，充分搅拌至完全混合，冷却得到粉末，获得CN‑COC二元共混液晶，然后和聚氨酯弹性体按照配方配比加入到二氯甲烷中，搅拌混合物直到溶质完全溶解，通过静电纺丝技术获得复合纤维膜。该液晶态复合膜既有液晶态有序流动性和良好的生物学性能，同时又兼具聚氨酯的弹性特征，具有良好生物学性能和力学性能，可用于构建仿生命体细胞外基质的生物膜模型，并在此基础研究生命体液晶性对细胞行为的影响，从而为探明生命体微环境内细胞和基质相互作用提供理论和技术支撑。

技术领域

本发明属于组织工程领域，具体涉及一种液晶态复合纤维膜及其制备与应用。

背景技术

液晶态既有液体的流动性，又有固体的有序性，它是介于液态和固态之间的一种物质状态。在生物系统中，有序性和流动性的结合是组织和结构形成的基础，因此液晶在生物学中具有非常重要的作用。构成生命体的四大化合物，脂类、蛋白质、核酸和多糖中都存在液晶态结构，如果没有液晶态结构生命系统的许多功能都无法正常运行。大量的研究也表明，液晶与生物结构间具有密切的关联，例如神经细胞鞘磷脂溶液具有液晶的偏光特性、肌肉组织和细胞具有与液晶类似的分子堆积结构、光感觉体(杆状体和圆锥体)也具有液晶态物质的特性。因此，从仿生角度构建液晶态生物材料，能够为开发新型仿生生物材料、更好地模拟体内组织培养的微环境，同时也为人工模拟组织器官提供新的思路和理论基础，具有重要的研究意义。

胆甾醇是真核细胞细胞膜的重要组成成分，对于细胞膜稳定性的保持具有十分重要的作用，其衍生物是具有良好生物相容性的液晶材料，特别是胆甾醇酯类液晶因具有良好的生物相容性而被广泛应用于组织工程支架、细胞传感器等组织工程领域。胆固醇壬酸酯(CN)和胆固醇油烯基碳酸酯(COC)是生物相容性良好的两种胆甾醇酯类液晶，且有研究表明其特殊的官能团能够在与细胞接触时触发Ⅳ型胶原、层黏连蛋白、纤连蛋白等的分泌，促进细胞的黏附与增殖。CN和COC的液晶相温度分别为78.06～92.11℃和19.12～33.88℃，这与人体生理温度存在较大差异。

聚氨酯弹性体(PU)是一种嵌段共聚物，由分散在柔性非晶段之间的硬质结晶段组成。硬段由脂肪族或芳香异氰酸酯组成，促进分子间氢键并产生赋予材料韧性的玻璃状或结晶相。相比之下，软段通常由聚醚、聚丁二烯或聚酯组成，它们负责形成弹性域，为聚合物提供灵活性和弹性恢复。在当前的研究中，PU虽然具有卓越的力学性能但其生物相容性与理想的生物材料依旧存在一定差距。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一种液晶态复合纤维膜的制备方法。

本发明的另一目的在于提供通过上述制备方法得到的液晶态复合纤维膜。

本发明的再一目的在于提供上述液晶态复合纤维膜的应用。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种液晶态复合纤维膜，所述液晶态复合纤维膜由胆固醇壬酸酯(CN)和胆固醇油烯基碳酸酯(COC)构成的CN-COC二元共混液晶和聚氨酯弹性体(PU)构成；其中，所述CN-COC二元共混液晶中胆固醇壬酸酯(CN)的占比为20wt％～50wt％，所述CN-COC二元共混液晶在液晶态复合纤维膜中的质量分数为30wt％～50wt％。

进一步地，所述CN-COC二元共混液晶中胆固醇壬酸酯(CN)的占比为30wt％～40wt％；更进一步为30wt％。

进一步地，所述CN-COC二元共混液晶在液晶态复合膜中的质量分数为30wt％～40wt％；更进一步为30wt％。

进一步地，所述聚氨酯弹性体(PU)为聚醚型氨酯；更进一步为德国路博润公司的医用聚醚型氨酯EG-80A。

上述液晶态复合纤维膜的制备方法，包括以下步骤：