專利名稱：聚乳酸、聚乙烯醇與蘇木共混納米或微米纖維膜的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種功能性納米、微米纖維膜的制備方法，尤其涉及到一種聚 乳酸、聚乙烯醇與蘇木共混納米或微米纖維膜的制備方法。
技術背景近年來，聚合物納米纖維的制備引起人們的極大關注，因為當纖維直徑降到l 100nm范圍內時，聚合物材料會表現出幾種驚人的特性，如大的比表面積、 柔性及超強的力學性能等，這些優(yōu)異的性能使納米纖維具有很多重要用途。目 前，靜電紡絲技術是制備多種高分子納米纖維最簡單易行的方法，它利用靜電 力將高聚物溶液或熔融體牽拉形成納米級纖維。靜電紡纖維已應用于或可潛在 應用于纖維增強復合材料、膜、生物反應器、電學、光學元件、過濾材料等， 生物相容性好、可生物降解的天然或合成高聚物靜電紡纖維可作醫(yī)用組織工程 支架。聚乳酸PLLA ( Poly(L-lactic acid))除了在傳統(tǒng)的紡織服裝領域中的應用，憑 借著良好的生物相容性和降解性能在醫(yī)藥領域有著很大的應用前景。聚乳酸纖 維及聚(乳酸-乙醇酸)共聚物(PLGA)纖維，作為可吸收醫(yī)用縫合線已安全 使用了近30年，柔軟性好，縫合和打結比較方便，生物相容性好，降解吸收周 期可控制。聚乳酸類微米級纖維經編織或粘接可形成各種形狀的組織工程支架， 通過聚乳酸共聚或共混可調節(jié)其降解速率和親水性。已有學者研究了聚乳酸與 絲素、聚己內酯、羥基磷灰石等共混納米纖維。聚乳酸納米纖維還可制成生物 降解性薄紗，纖維表面吸附藥物用于經皮給藥遞釋系統(tǒng)中，用作抗生型傷口敷 料。聚乙烯醇PVA(Poly(vinyUlcohol))是常用的靜電紡絲材料，無毒，生物相容 性好，在醫(yī)學領域有著廣泛的應用。美國藥物和食品管理局(FDA)已允許將 其作為口服片劑、局部用制劑。聚乳酸具有良好的機械性能和生物相容性，但吸濕性較差，而聚乙烯醇具 有良好的潤濕性，較好的化學穩(wěn)定性，二者共混制備納米、微米纖維膜，可控 制其降解性能，改善親水性二蘇木(Sappanwood)為豆科植物蘇木(Caesalpinia Sappan L.)的干燥心材，是 一種傳統(tǒng)中藥材，具有行血祛瘀，消腫止痛等多種功效，中醫(yī)臨床上用于經閉 腹痛，產后瘀阻，胸腹刺痛，外傷腫痛等。近年來，以水為溶劑，采用傳統(tǒng)的 回流法和煎煮法工藝提取蘇木浸膏，并研究其藥理、藥效及開發(fā)利用受到了人 們的高度重視。研究表明，蘇木水提物具有中樞抑制、抗炎、抗高血脂作用； 具有明顯的免疫抑制作用、抗心臟移植排斥反應等。蘇木水提取物紅紫色，又 是一種傳統(tǒng)的天然染料，采用鋁、鐵等無害金屬媒染劑可染出紅、褐等顏色。 人們已研究了蘇木染料在羊毛、蠶絲、大豆蛋白纖維及棉纖維上的應用前景， 蘇木染色紡織品還具有抗菌的生物活性，具有保健功能。另外，蘇木還可以開發(fā)植物染發(fā)劑。蘇木資源豐富，國內主要分布于云南、貴州、四川、兩廣、福建和臺灣等地。發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于尋求聚乳酸、聚乙烯醇與蘇木共混納米或微米纖維膜的 制備方法，將水提取的、具有多種藥用功效的蘇木粉末添加到聚乳酸、聚乙烯 醇混合溶液中，采用靜電紡絲制備功能性納米、微米纖維膜。所制備的聚乳酸、 聚乙烯醇及蘇木共混納米纖維膜不僅明顯改善了單一聚乳酸纖維膜吸濕性差的 缺點，而且將傳統(tǒng)中藥材蘇木的醫(yī)用價值與生物相容性好、可生物降解的納米、 微米纖維膜的優(yōu)點相結合，賦予纖維膜新的功能，將會在醫(yī)療、護理領域有著 廣闊的應用前景。本發(fā)明聚乳酸、聚乙烯醇及蘇木共混納米、微米纖維膜的制備過程主要包 括以下三步(1)蘇木粉末制備；(2)聚乳酸、聚乙烯醇及蘇木共混溶液制備;(3)聚乳酸、聚乙烯醇及蘇木共混納米、微米纖維膜制備。以下分別詳細說明 各步驟的工藝。(1) 蘇木粉末的制備 將經過粉碎的中藥材蘇木原料以去離子水為溶劑，以蘇木與去離子水的質量比為1:10 30的比例，在80 10(TC下提取l 3h;再用280目的篩過濾，得到 蘇木液；然后將蘇木液放入旋轉蒸發(fā)器內，減壓至30 50kPa，濃縮蘇木液至蘇木液總體積的l ^，得蘇木濃縮液；再加入占蘇木濃縮液總體積75%~85%體積的90%以上純度的酒精，沉淀10~24h;再采用離心機分離，轉速為 1500~3000r/min，再蒸發(fā)、回收上層清液中的酒精；將剩余的蘇木純液在 160 18(TC下噴霧干燥，得紅紫色蘇木粉末；(2) 聚乳酸、聚乙烯醇及蘇木共混溶液的制備以二甲亞砜(DMSO)為溶劑，制得聚乳酸濃度8~16% (w/v)的聚乳酸溶 液，并在常溫下磁力攪拌3 6h;同樣以二甲亞砜為溶劑，制得聚乙烯醇濃度為 6~12% (w/v)的聚乙烯醇溶液，并在40 50。C下磁力攪拌溶解3 6h;將上述聚 乳酸溶液和聚乙烯醇溶液按l: l的體積混合后，添加0.2~2% (w/v)的蘇木粉末， 并在常溫下磁力攪拌5 10h，得到聚乳酸、聚乙烯醇及蘇木混合溶液；(3) 聚乳酸、聚乙烯醇及蘇木共混納米或微米纖維膜的制備采用靜電紡絲方法，常溫下制備聚乳酸、聚乙烯醇及蘇木共混納米、微米 纖維膜。將步驟(2)制得的聚乳酸、聚乙烯醇及蘇木共混溶液注入靜電紡絲設備的注射器中，進行靜電紡絲，聚乳酸、聚乙烯醇及蘇木共混溶液靜電紡絲條件為紡絲電壓10~20kv，擠出量0.1 1.5mL/h(由微量注射泵控制)，接收距離10~20cm。 在步驟(1)中，在將蘇木液放入旋轉蒸發(fā)器內以前，先將過濾后的料渣加 5 20倍的去離子水繼續(xù)在80 10(TC下提取l~2h，再用280目的篩過濾；過濾后 的料渣繼續(xù)重復提取1~3次；然后將各次提取的蘇木液合并。在步驟(2)中，聚乳酸采用分子量為70000 83000的聚乳酸切片；聚乙烯醇采用聚合度1700、醇解度99%、分子量84000-89000的聚乙烯醇；蘇木采用 步驟(1)制得的紅紫色蘇木粉末。在步驟(3)中，以連接到高壓電源上的針頭作為噴射細流的毛細管，以接 地的鋁箔作為噴射細流的接收屏。本發(fā)明的共混纖維膜不僅生物相容性好，可生物降解，吸濕性好，而且具 有行血祛瘀，消腫止痛、抗炎等新功能，將會在醫(yī)療、護理領域有應用前景。
具體實施方式
實施例l:聚乳酸、聚乙烯醇及蘇木共混納米纖維膜的制備將中藥材蘇木原料粉碎，加入30倍去離子水在9(TC下提取3h后，以280 目不銹鋼篩過濾。對料渣繼續(xù)加20倍去離子水9(TC下提取2h、 280目不銹鋼篩 過濾后，將兩次提取的蘇木液合并。采用旋轉蒸發(fā)器，減壓至30kPa，濃縮蘇木液至蘇木液總體積的^。加入蘇木濃縮液總體積75%~85%體積的90%以上純度的酒精放置12h后，采用轉速為2000r/min的離心機分離后，蒸發(fā)、回收上層清 液中的酒精。將剩余蘇木液在170'C下噴霧干燥，得到紅紫色蘇木粉末。以二甲亞砜為溶劑，制得聚乳酸濃度為10% (w/v)的聚乳酸溶液，并在常 溫下磁力攪拌5h。同樣以二甲亞砜為溶劑，制得聚乙烯醇濃度為6% (w/v)的 聚乙烯醇溶液，并在45T:下磁力攪拌溶解5h。將上述聚乳酸溶液和聚乙烯醇溶 液按1: 1的體積混合后，添加0.2% (w/v)蘇木粉末，并在常溫下磁力攪拌8h， 得到聚乳酸、聚乙烯醇及蘇木混合溶液。將配置好的共混溶液裝入靜電紡絲裝置的注射器中，進行靜電紡絲。電紡 條件為紡絲電壓10kv，擠出量0.2mL/h，接收距離15cm，紡得納米級共混纖 維膜。實施例2:聚乳酸、聚乙烯醇及蘇木共混微米纖維膜的制備 紅紫色蘇木粉末制備方法同實施例1。共混溶液配置方法同實施例1，所不同的是將濃度為16% (w/v)的聚乳酸 溶液與濃度為12% (w/v)的聚乙烯醇溶液按1:1的體積混合后，添加2% (w/v) 的紅紫色蘇木粉末。將配置好的共混溶液裝入靜電紡絲裝置的注射器中，進行靜電紡絲。電紡 條件為紡絲電壓18kv，擠出量1.0mL/h，接收距離10cm，紡得微米級共混纖 維膜。實施例3:聚乳酸、聚乙烯醇及蘇木共混納米纖維膜的制備 紅紫色蘇木粉末制備方法同實施例1。共混溶液配置方法同實施例1，所不同的是將濃度為12% (w/v)的聚乳酸 溶液與濃度為10% (w/v)的聚乙烯醇溶液按1:1的體積混合后，添加1% (w/v) 的紅紫色蘇木粉末。將配置好的共混溶液裝入靜電紡絲裝置的注射器中，進行靜電紡絲。電紡 條件為紡絲電壓14kv，擠出量0.5mL/h，接收距離12cm，紡得納米級共混纖 維膜。實施例4:聚乳酸、聚乙烯醇及蘇木共混納米纖維膜的制備 紅紫色蘇木粉末制備方法同實施例1。共混溶液中聚乳酸、聚乙烯醇、蘇木的質量分數及其配置方法同實施例1。 將配置好的共混溶液裝入靜電紡絲裝置的注射器中，進行靜電紡絲。電紡條件為紡絲電壓16kv，擠出量0.5mL/h，接收距離14cm，紡得微、納米級共 混纖維膜。
權利要求
1、一種聚乳酸、聚乙烯醇與蘇木共混納米或微米纖維膜的制備方法，其特征在于，(1)蘇木粉末的制備將經過粉碎的中藥材蘇木原料以去離子水為溶劑，以蘇木與去離子水的質量比為1∶10～30的比例，在80～100℃下提取1～3h；再用280目的篩過濾，得到蘇木液；然后將蘇木液放入旋轉蒸發(fā)器內，減壓至30～50kPa，濃縮蘇木液至蘇木液總體積的得蘇木濃縮液；再加入占蘇木濃縮液總體積75％～85％體積的90％以上純度的酒精，放置10～24h；采用離心機分離，轉速為1500～3000r/min，再蒸發(fā)、回收上層清液中的酒精；將剩余的蘇木液在160～180℃下噴霧干燥，得紅紫色蘇木粉末；(2)聚乳酸、聚乙烯醇及蘇木共混溶液的制備以二甲亞砜為溶劑，制得聚乳酸濃度為8～16％(w/v)的聚乳酸溶液，并在常溫下磁力攪拌3～6h；同樣以二甲亞砜為溶劑，制得聚乙烯醇濃度為6～12％(w/v)的聚乙烯醇溶液，并在40～50℃下磁力攪拌溶解3～6h；將上述聚乳酸溶液和聚乙烯醇溶液按1∶1的體積混合后，添加0.2～2％(w/v)的蘇木粉末，并在常溫下磁力攪拌5～10h，得到聚乳酸、聚乙烯醇及蘇木混合溶液；(3)聚乳酸、聚乙烯醇及蘇木共混納米或微米纖維膜的制備將步驟(2)制得的聚乳酸、聚乙烯醇及蘇木共混溶液注入靜電紡絲設備的注射器中，進行靜電紡絲，聚乳酸、聚乙烯醇及蘇木共混溶液靜電紡絲條件為紡絲電壓10～20kv，擠出量0.1～1.5mL/h，接收距離10～20cm。
2、 如權利要求1所述聚乳酸、聚乙烯醇與蘇木共混納米或微米纖維膜的制 備方法，其特征在于，步驟(1)中，在將蘇木液放入旋轉蒸發(fā)器內以前，先將 過濾后的料渣加5~20倍的去離子水繼續(xù)在80 10(TC下提取l~2h，再用280目 的篩過濾；過濾后的料渣繼續(xù)重復提取1~3次；然后將各次提取的蘇木液合并。
3、 如權利要求1所述聚乳酸、聚乙烯醇與蘇木共混納米或微米纖維膜的制 備方法，其特征在于，步驟(2)中，聚乳酸采用分子量為70000~83000的聚乳 酸切片；聚乙烯醇采用聚合度1700、醇解度99%、分子量84000-89000的聚乙 烯醇；蘇木采用步驟(1)制得的紅紫色蘇木粉末。
4、 如權利要求1所述聚乳酸、聚乙烯醇與蘇木共混納米或微米纖維膜的制 備方法，其特征在于，在步驟(3)中，以連接到高壓電源上的針頭作為噴射細 流的毛細管，以接地的鋁箔作為噴射細流的接收屏。
全文摘要
本發(fā)明將具有多種藥用功效的中藥蘇木粉末添加到聚乳酸PLLA、聚乙烯醇PVA混合溶液中，采用靜電紡絲方法制備功能性納米、微米纖維膜。其中，蘇木粉末是以傳統(tǒng)中藥材蘇木為原料，經水提取、過濾、濃縮、醇沉去雜、離心分離、噴霧干燥后而制得的紅紫色蘇木粉末。聚乳酸、聚乙烯醇及蘇木共混溶液是將濃度為8～16％(w/v)的聚乳酸二甲亞砜溶液與濃度為6～12％(w/v)的聚乙烯醇二甲亞砜溶液混合后，添加0.2～2％(w/v)蘇木粉末而制得，該共混溶液靜電紡絲條件為紡絲電壓10～20kv，擠出量0.1～1.5mL/h，接收距離10～20cm。本發(fā)明共混纖維膜不僅生物相容性好，可生物降解，吸濕性好，而且具有行血祛瘀，消腫止痛、抗炎等新功能，將會在醫(yī)療、護理領域有應用前景。
文檔編號D01D5/00GK101235155SQ20071013450
公開日2008年8月6日 申請日期2007年10月31日 優(yōu)先權日2007年10月31日
發(fā)明者侯秀良, 亞 劉, 寧 吳, 魏取福 申請人:江南大學