專利名稱：聚ε-己內(nèi)酯和聚三亞甲基碳酸酯復(fù)合納米纖維及其制備和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬生物可降解高分子復(fù)合納米纖維及其制備和應(yīng)用領(lǐng)域，特別是涉及一種聚s-己內(nèi)酯和聚三亞甲基碳酸酯復(fù)合納米纖維及其制備和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
生物可降解高分子由于其良好的生物相容性和生物可吸收性，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域已得到 了廣泛應(yīng)用。而近年來發(fā)展起的靜電紡絲技術(shù)，則能將生物可降解高分子制備成尺寸介于 數(shù)十納米至數(shù)微米的具有超高特異性比表面積和孔隙率的超細(xì)纖維材料，使其表現(xiàn)出更好 的生物相容性、可降解性、機(jī)械耐受性以及誘導(dǎo)再生性。目前多種可降解高分子材料的電 紡纖維用于研究，如聚乳酸、聚s-己內(nèi)酯、殼聚糖、醋酸纖維素等，以獲得理想的創(chuàng)傷敷 料、藥物傳遞和組織工程修復(fù)材料等。但是很多情況下，單一材料本身性能的局限性往往 限制了它們的應(yīng)用。針對這一問題，復(fù)合材料的靜電紡絲則能很大程度改善某單一材料的 不足，從而拓寬生物材料的應(yīng)用范圍。到目前為止尚未見有關(guān)聚s-己內(nèi)酯和聚三亞甲基碳 酸酯的復(fù)合納米纖維材料靜電紡絲方法的相關(guān)報道。
聚s-己內(nèi)酯(PCL)是一種具有良好生物相容性的半結(jié)晶性聚合物，較高的結(jié)晶度和 非極性亞甲基的存在，使得PCL親水性較差且生物降解緩慢，但是它對小分子藥物具有很 好的通透性。這些性質(zhì)使得PCL十分適用于長效、植入性的藥物載體。聚三亞甲基碳酸酯 (PTMC)是一種無毒、生物相容性好的無序或具有少許結(jié)晶的生物材料，是近年來研究 最為廣泛的一類脂肪族碳酸酯。其在體外的水解速率比PCL低20倍，但在體內(nèi)的降解速 率卻比PCL高的多。由于PTMC獨(dú)特的可降解性和非常柔順的機(jī)械性質(zhì)，常被引入到其 它聚合物的主鏈中以調(diào)節(jié)聚合物的機(jī)械性能和生物可降解性。
因此，本發(fā)明將PCL與PTMC復(fù)配，使二者性能互補(bǔ)，對生物可降解高分子復(fù)合納 米纖維進(jìn)行了進(jìn)一步的研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種聚s-己內(nèi)酯和聚三亞甲基碳酸酯復(fù)合納米纖維 及其制備和應(yīng)用，該纖維具有良好的生物相容性和生物可降解性，其直徑介于150—400nm
之間；且制備方法具有操作簡單，對設(shè)備要求低，經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的一種聚s-己內(nèi)酯和聚三亞甲基碳酸酯復(fù)合納米纖維，其組分包括聚s-己內(nèi)酯 PCL和聚三亞甲基碳酸酯PTMC，其質(zhì)量比可為99:1 1:99;
3所述的聚s-己內(nèi)酯和聚三亞甲基碳酸酯復(fù)合納米纖維其直徑為150—400nm;
本發(fā)明的一種聚S-己內(nèi)酯和聚三亞甲基碳酸酯復(fù)合納米纖維的制備方法包括
(1) 混合溶劑的制備
將二氯甲垸與N,N—二甲基甲酰胺混合，使得N,N—二甲基甲酰胺的體積百分比為0 一60% (v/v),超聲均勻混合，備用；
(2) PCL和PTMC混合溶液的制備
將聚S-己內(nèi)酯與聚三亞甲基碳酸酯按質(zhì)量比為9: 1、 7: 3或5: 5混合，并將二者溶
解于上述混合溶劑中，超聲脫氣均勻混合，得到PCL和PTMC的混合溶液；其中PCL和 PTMC的固體混合物與混合溶劑的質(zhì)量體積比為2~3g: 25ml;
(3) 纖維的靜電紡制備
將上述PCL和PTMC的混合溶液進(jìn)行靜電紡絲，控制環(huán)境溫度10—35。C,溶液的供
料速率為0.8mL/h,電壓為14kV，屏針距18cm，即得。
所述步驟(1)中的二氯甲烷與N,N—二甲基甲酰胺的優(yōu)選體積比為3: 1。 本發(fā)明的聚s-己內(nèi)酯和聚三亞甲基碳酸酯復(fù)合納米纖維可應(yīng)用于藥物緩控釋體系、傷
口包敷材料和組織工程仿生支架材料等領(lǐng)域的制備。
有益效果
(1) 本發(fā)明制備的聚s-己內(nèi)酯和聚三亞甲基碳酸酯復(fù)合納米纖維具有良好的生物相容性 和生物可降解性，該纖維其直徑介于150—400 nm之間；
(2) 該制備方法具有操作簡單，對設(shè)備要求低，經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為聚s-己內(nèi)酯和聚三亞甲基碳酸酯復(fù)合納米纖維的掃描電鏡照片；
其中，a. PCL/PTMC9:1 (w/w); b. PCL/PTMC 7:3 (w/w); c. PCL/PTMC 5:5 (w/w);
圖2為聚s-己內(nèi)酯和聚三亞甲基碳酸酯復(fù)合納米纖維的直徑分布其中，a,PCL/PTMC9:l (w/w); b. PCL/PTMC 7:3 (w/w); c. PCL/PTMC 5:5 (w/w);
圖3為PCL、 PTMC和二者復(fù)合納米纖維材料的IR圖譜；
其中，a.PCL; b.PTMC; c. PCL/PTMC 9:1 (w/w); d. PCL/PTMC 7:3 (w/w); e. PCL/PTMC 5:5 (w/w);
圖4為PCL、 PTMC和二者復(fù)合納米纖維材料的DSC圖譜； 其中，a.PCL; b.PTMC; c. PCL/PTMC 5:5 (w/w)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù) 人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限 定的范圍。
實(shí)施例1
稱取0.7350 gPCL和0.0819 gPTMC，使二者溶解于10 mL 二氯甲烷/N,N—二甲基甲 酰胺(3:l,v/v)的混合溶劑中，超聲振蕩使充分溶解，得到濃度8.2%(w/v)、 PCL/PTMC質(zhì)量 比9:1的均勻溶液。將配置好的溶液倒入5mL注射器中，采用8號針頭制成平口噴絲頭。 溶液在噴絲口處的流速為0.8 mL/h，所施加的電壓為14 kV,兩極間距離為18 cm，得到 PCL/PTMC9: 1的復(fù)合納米纖維材料如圖la所示，纖維直徑為302± 109nm (w=40)(見 圖2a)，其IR、 DSC圖譜見圖3、 4。
實(shí)施例2
稱取0.5664 g PCL和0.2423 g PTMC，使二者溶解于10 mL 二氯甲垸/N,N—二甲基甲 酰胺(3:l,v/v)的混合溶劑中，超聲振蕩使充分溶解，得到濃度8.1%(w/v)、 PCL/PTMC質(zhì)量 比7:3的均勻溶液。將配置好的溶液倒入5mL注射器中，釆用8號針頭制成平口噴絲頭。 溶液在噴絲口處的流速為0.8 mL/h，所施加的電壓為14kV，兩極間距離為18 cm，得到 PCL/PTMC7: 3的復(fù)合納米纖維材料如圖lb所示，纖維直徑為266± 101 nm ("=40)(見 圖2b)，其IR、 DSC圖譜見圖3、 4。
實(shí)施例3
稱取0.4086 gPCL和0.4081 gPTMC，使二者溶解于10 mL 二氯甲垸/N,N—二甲基甲 酰胺(3:l，v/v)的混合溶劑中，超聲振蕩使充分溶解，得到濃度8.2%(w/v)、 PCL/PTMC質(zhì)量 比5:5的均勻溶液。將配置好的溶液倒入5mL注射器中，采用8號針頭制成平口噴絲頭。 溶液在噴絲口處的流速為0.8 mL/h，所施加的電壓為14 kV，兩極間距離為18 cm，得到 PCL/PTMC5: 5的復(fù)合納米纖維材料如圖lc所示，纖維直徑為203土77 nm ("=40)(見 圖2c)，其IR、 DSC圖譜見圖3、 4。
結(jié)合以上實(shí)施例和附圖可以看到，隨著PTMC含量的增加，復(fù)合纖維的直徑尺寸下降， 并且直徑分布更趨于均勻，表面光滑(如圖1和2所示)。由于PCL和PTMC化學(xué)結(jié)構(gòu)類 似，圖3中PCL和PTMC的紅外譜圖也較為類似，在高波段均可觀測到亞甲基一CH2的C 一H伸縮振動峰(PCL:2945， 2865 cm"; PTMC: 2971， 2909 cm-1),在圖3c，d,e中重疊為2944， 2866; PCL和PTMC的羰基—CO峰分別在1725和1744 cm",而復(fù)合纖維中羰基 位置介于二者之間為1735 cm—1;另外，PCL的1295， 1244和1191 cm—1吸收峰在復(fù)合纖 維圖譜中可見，并隨著PCL含量減少其峰強(qiáng)均變?nèi)酢D4的差示熱掃描圖譜可見，PCL 的熔點(diǎn)(Tm)為67。C，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(7p在量程范圍未測得；PTMC則測得7^為-12 °C， 7^量程范圍未測得。二者的復(fù)合纖維的DSC圖譜中可見rg-12°C， TW59°C，說明PCL 和PTMC仍以相分離狀態(tài)存在，其中PCL的7^有所降低，可能是由于PTMC的存在或經(jīng) 電紡成纖后PCL結(jié)晶性有所降低所致。
權(quán)利要求
1.一種聚ε-己內(nèi)酯和聚三亞甲基碳酸酯復(fù)合納米纖維，其組分包括聚ε-己內(nèi)酯PCL和聚三亞甲基碳酸酯PTMC，其質(zhì)量比為99∶1～1∶99。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚e-己內(nèi)酯與聚三亞甲基碳酸酯復(fù)合納米纖維，其特征在于所述的聚己內(nèi)酯與聚三亞甲基碳酸酯的質(zhì)量比為9: 1、 7: 3或5: 5。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種聚S-己內(nèi)酯和聚三亞甲基碳酸酯復(fù)合納米纖維，其特征在于 所述的聚s-己內(nèi)酯和聚三亞甲基碳酸酯復(fù)合納米纖維其直徑為150—400nm。
4. 一種聚S-己內(nèi)酯和聚三亞甲基碳酸酯復(fù)合納米纖維的制備方法包括(1) 混合溶劑的制備將二氯甲烷與N,N—二甲基甲酰胺混合，使得N,N—二甲基甲酰胺的體積百分比為0 _60%v/v，超聲均勻混合，備用；(2) PCL和PTMC混合溶液的制備將聚s-己內(nèi)酯與聚三亞甲基碳酸酯按質(zhì)量比為99:1 1:99混合，并將二者溶解于上述 混合溶劑中，超聲脫氣均勻混合，得到PCL和PTMC的混合溶液；其中PCL和PTMC的 固體混合物與混合溶劑的質(zhì)量體積比為2~3 g: 25ml;(3) 纖維的靜電紡制備 將上述PCL和PTMC的混合溶液進(jìn)行靜電紡絲，控制環(huán)境溫度10—35。C，溶液的供料速率為0.8mL/h，電壓為14kV，屏針距18cm，即得。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種聚s-己內(nèi)酯和聚三亞甲基碳酸酯復(fù)合納米纖維的制備方法， 其特征在于所述步驟(1)中的二氯甲烷與N,N—二甲基甲酰胺的體積比為3: 1。
6. —種聚s-己內(nèi)酯和聚三亞甲基碳酸酯復(fù)合納米纖維，應(yīng)用于藥物緩控釋體系、傷口包敷 材料和組織工程仿生支架材料等領(lǐng)域的制備。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚ε-己內(nèi)酯和聚三亞甲基碳酸酯復(fù)合納米纖維，其組分包括聚ε-己內(nèi)酯PCL和聚三亞甲基碳酸酯PTMC，其質(zhì)量比為99∶1～1∶99；其制備包括制備二氯甲烷和N，N-二甲基甲酰胺的混合溶劑；將聚ε-己內(nèi)酯和聚三亞甲基碳酸酯混合后加入混合溶劑中；進(jìn)行靜電紡絲，控制環(huán)境溫度10-35℃，溶液的供料速率為0.8mL/h，電壓為14kV，屏針距18cm，即得。該纖維可應(yīng)用于藥物緩控釋體系、傷口包敷材料和組織工程仿生支架材料等領(lǐng)域的制備。本發(fā)明制備的纖維具有良好的生物相容性和生物可降解性，其直徑介于150-400nm之間；且制備方法具有操作簡單，對設(shè)備要求低，經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號A61L27/18GK101525789SQ20091004735
公開日2009年9月9日 申請日期2009年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月10日
發(fā)明者克雷思·布蘭福特-懷特, 朱利民, 潔 韓 申請人:東華大學(xué)