專利名稱：一種精細(xì)靜電紡纖維接收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬紡織領(lǐng)域，特別是涉及一種精細(xì)靜電紡纖維接收裝置。
技術(shù)背景靜電紡是一個(gè)通過讓聚合物溶液或熔融液帶電，從而噴射出來的處理方法制造納米纖 維的手段。整個(gè)靜電紡的過程，只需要一支聚合物溶液的容器、纖維的接收裝置和直流靜 電發(fā)生器。由于高電壓的作用，從吸液管中噴出的聚合物被拉伸為纖維，通常制成的纖維 在接收體的表面以纖維網(wǎng)的形式被接收。靜電紡技術(shù)制備天然或者人工合成的聚合物的纖維直徑可以達(dá)到幾十納米到幾百納 米，已經(jīng)成功制備的材料包括殼聚糖、膠原蛋白、聚氨酯、聚乙烯酸、聚乳酸等種類眾多 的材料。這些電紡制備出的超細(xì)纖維己經(jīng)應(yīng)用在醫(yī)藥衛(wèi)生、食品、服裝等眾多領(lǐng)域。其中 在醫(yī)學(xué)研究方面，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)聚合物納米纖維基質(zhì)在形態(tài)上類似于天然細(xì)胞外基質(zhì),在 幾種制備方法中與自組裝和相分離相比靜電紡是最簡(jiǎn)單和高效的方法[Ma， ZW, etal， Tissue. Eng. 11, 101, 2005.]。天然細(xì)胞外基質(zhì)是由鄰近細(xì)胞分泌的三種主要成分即蛋 白纖維、蛋白聚糖和非纖維蛋白成分通過化學(xué)和物理的交聯(lián)組成的，其中直徑分布在幾十 到幾百納米的蛋白纖維，主要是膠原蛋白和彈性蛋白纖維通過相互的交織形成具有三維結(jié) 構(gòu)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)為組織的生長(zhǎng)提供支撐和彈性。優(yōu)良的組織修復(fù)支架應(yīng)該模仿天然細(xì)胞外基 質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，包括化學(xué)、物理結(jié)構(gòu)和性能。經(jīng)過對(duì)天然及人工聚合物材料的選擇及合 理搭配再經(jīng)過合適的裝置進(jìn)行接收和成型，可以經(jīng)靜電紡制備和篩選出不僅為組織生長(zhǎng)提 供生物信號(hào)以利于細(xì)胞的黏附和生長(zhǎng)，又具有一定機(jī)械性能的仿生細(xì)胞外基質(zhì)。目前，有越來越多種類的材料用于靜電紡纖維的同時(shí)，其相關(guān)裝置及改進(jìn)也己經(jīng)有很 多報(bào)道，如釆用旋轉(zhuǎn)帶電電極靜電紡聚合物纖維(中國(guó)專利公開號(hào)CN 1849418A)，同軸 共紡技術(shù)(中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00310108130.9，公丌號(hào)1537981)，多噴頭靜電紡裝置(中 國(guó)專利號(hào)200320122276.4)，靜電紡的接收和輸送裝置(中國(guó)專利號(hào)200420107833. X) 等。但是這些設(shè)備主要是對(duì)靜電紡中纖維制備過程的改進(jìn)，或?qū)I(yè)生產(chǎn)加工技術(shù)的改進(jìn)， 對(duì)靜電紡纖維的取向以及由取向纖維直接接收形成具有一定三維形態(tài)的結(jié)構(gòu)方面的報(bào)道 很少。目前使用普通的靜電紡方法制備的纖維絲通常是無序排列的膜狀結(jié)構(gòu)，如此得到紡 織品其機(jī)械性能較低，其精細(xì)結(jié)構(gòu)也基本保持無規(guī)狀態(tài)，故無法滿足一些特殊場(chǎng)合使用的 要求，特別是在要求具有一定精細(xì)結(jié)構(gòu)的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。糊,本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種精細(xì)靜電紡纖維生產(chǎn)接收裝置，已解決現(xiàn) 有技術(shù)中靜電紡纖維結(jié)構(gòu)無序的缺陷。 技術(shù)方案本實(shí)用新型提供了一種精細(xì)靜電紡纖維接收裝置，包含控制臺(tái)和纖維接收平臺(tái)兩個(gè)部 分，控制臺(tái)包括電源、調(diào)速電機(jī)控制器和步進(jìn)電機(jī)控制器，纖維接收平臺(tái)包括由床板1、 墻身2、機(jī)架5及其固定的電機(jī)等部件組成，電機(jī)7和夾頭6相連，夾頭6和頂頭4一起 固定接收滾軸，絲桿3安裝在床板1上通過控制電機(jī)8的速度控制絲桿3轉(zhuǎn)動(dòng)速度從而控 制接收平臺(tái)左右平動(dòng)的速度和方向。所述的絲桿3和控制電機(jī)8之間還有一聯(lián)軸器9。由的靜電紡纖維接收裝置生產(chǎn)得到的純聚合物或混合聚合物得到的靜電紡纖維管或 切開得到的膜狀結(jié)構(gòu)。由上述的靜電紡纖維接收裝置生產(chǎn)得到的經(jīng)同軸共紡制備的具有殼芯結(jié)構(gòu)的纖維絲 組成的管狀或切開得到的膜狀結(jié)構(gòu)。由上述的靜電紡纖維接收裝置生產(chǎn)接收到的經(jīng)溶液混合后靜電紡或同軸共紡制備得 到的含有生長(zhǎng)因子、肝素、抗生素等生物活性成分或藥物的纖維組成的管狀或切開得到的 膜狀結(jié)構(gòu)。所述的裝置生產(chǎn)出的纖維結(jié)構(gòu)為內(nèi)徑為1. 5毫米,壁厚O. 3毫米,長(zhǎng)IO厘米的P(LLA-CL) 納米纖維管狀支架。所述的裝置生產(chǎn)出的纖維結(jié)構(gòu)為內(nèi)徑為3毫米，壁厚0. 3毫米,長(zhǎng)10厘米的P(LLA-CL) 納米纖維管狀支架。所述的裝置生產(chǎn)出的纖維結(jié)構(gòu)為長(zhǎng)10厘米寬約9厘米厚度為0. 15毫米的含有肝素的 纖維膜狀結(jié)構(gòu)。有益效果通過轉(zhuǎn)動(dòng)接收可以得到由纖維組成的不同直徑的管結(jié)構(gòu)，其管壁具有較高的孔隙率， 非常適合醫(yī)藥、精細(xì)過濾、防護(hù)等方面的應(yīng)用。本發(fā)明設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低廉，非常適用于 大規(guī)模生產(chǎn)。


4圖1 靜電紡纖維接收平臺(tái)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本 實(shí)用新型而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后， 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附 權(quán)利要求書所限定的范圍。實(shí)施例1一種靜電紡纖維接收裝置，包含控制臺(tái)和纖維接收平臺(tái)兩個(gè)部分，控制臺(tái)包括電源、 調(diào)速電機(jī)控制器和步進(jìn)電機(jī)控制器，可以預(yù)先或紡絲過程中設(shè)定或調(diào)節(jié)纖維接收平臺(tái)中電 機(jī)7的轉(zhuǎn)動(dòng)速度從而控制夾頭6及其固定的接收滾軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，通過控制電機(jī)8的速度 控制絲桿3轉(zhuǎn)動(dòng)速度從而控制接收平臺(tái)左右平動(dòng)的速度和方向；纖維接收平臺(tái)包括由床板 1、墻身2、機(jī)架5及其固定的電機(jī)等部件組成，其中夾頭6和頂頭4共同固定不同直徑的 滾軸并通過頂頭接地作為纖維接收體并使其以可控速度轉(zhuǎn)動(dòng)，在平臺(tái)平動(dòng)到預(yù)設(shè)的位置時(shí) 在聯(lián)軸器9的作用下實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速的方式自動(dòng)轉(zhuǎn)向。實(shí)施例2將本發(fā)明裝置(圖1)置于普通靜電紡或同軸共紡噴絲孔正下方或相對(duì)方向，紡絲溶 液可以為天然來源、人工合成以及復(fù)合有包括生長(zhǎng)因子、肝素、抗生素等活性成分的聚合 物溶液，在電壓5-30千伏，注射速度0. 1-20毫升/小時(shí),接收距離5-30厘米的條件下紡 絲。通過控制臺(tái)開啟電源，調(diào)節(jié)左右平移速度0-100厘米/分鐘，滾軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度為0-6000 轉(zhuǎn)/分鐘，通過夾頭將滾軸接地，開啟平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)開關(guān)通過轉(zhuǎn)動(dòng)的滾軸接收纖維，并過滾 軸的左右移動(dòng)使所得纖維分布均勻。實(shí)施例3取0.18克P(LLA-CL)溶于3毫升丙酮中，磁力攪拌至完全溶解，得到濃度為6%的混 合紡絲溶液3毫升。預(yù)先將直徑為1.5毫米不銹鋼軸裝入本發(fā)明的接收裝置上，設(shè)定轉(zhuǎn)速 為500轉(zhuǎn)/分鐘,步移速度為60厘米/分鐘，將滾軸通過一端的接地口接地。將溶液吸入注 射器中，控制微量注射泵推進(jìn)速度為1. 5毫升/小時(shí)，選用6號(hào)不銹鋼針頭并與20KV高壓相 連,用本裝置在針頭正下方15厘米處接收纖維絲，2小時(shí)后從滾軸壁上可取下內(nèi)徑為1.5 毫米,壁厚0. 3毫米，長(zhǎng)10厘米的P(LLA-CL)納米纖維管狀支架。實(shí)施例4取0. 36克P(LLA-CL)溶于6毫升丙酮中，磁力攪拌至完全溶解，得到濃度為6%的混 合紡絲溶液6毫升。預(yù)先將直徑為3毫米不銹鋼軸裝入本發(fā)明的接收裝置上，設(shè)定轉(zhuǎn)速為 6000轉(zhuǎn)/分鐘，步移速度為60厘米/分鐘。把溶液吸入注射器中,控制微量注射泵推進(jìn)速度 為2毫升/小時(shí),選用6號(hào)不銹鋼針頭并與20KV高壓相連,把纖維接收臺(tái)放在針頭正下方15 厘米處接收纖維絲，3小時(shí)后從滾軸壁上可取下內(nèi)徑為3毫米，壁厚0. 3毫米,長(zhǎng)10厘米 的P(LLA-CU納米纖維管狀支架。實(shí)施例5將0. 40克明膠和0. 06克肝素溶于5毫升三氟乙醇和水的混合溶劑中，磁力攪拌至完 全溶解得紡絲溶液。預(yù)先將直徑為3厘米滾軸固定在夾頭上，設(shè)定轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分鐘， 步移速度為100厘米/分鐘。將溶液吸入注射器中，控制微量注射泵推進(jìn)速度為2毫升/小 時(shí)，選用6號(hào)不銹鋼針頭并與20KV高壓相連,把纖維接收臺(tái)在針頭正下方15厘米處接收纖 維絲，2.5小時(shí)后得到一管狀結(jié)構(gòu)。用刀片沿縱軸將該織物切開，可得到長(zhǎng)10厘米寬約9 厘米厚度為0.15毫米的含有肝素的纖維膜狀結(jié)構(gòu)。實(shí)施例6將0. 36克P(LLA-CL)溶于6毫升三氟乙醇,磁力攪袢至完全溶解得到紡絲的第一種溶 液；將0.006克堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子溶于1毫升水中得到紡絲的第二種溶液。預(yù)先將 直徑為2毫米塑料軸裝入本發(fā)明的接收裝置上，設(shè)定轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分鐘,步移速度為100 厘米/分鐘。以第一種溶液作為外層，以第二種溶液作為內(nèi)層，采用同軸共紡裝置進(jìn)行紡 絲(具體裝置見中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00310108130.9，公開號(hào)1537981),內(nèi)外層溶液推進(jìn) 速度分別為1. 2和0. 4亳升/小時(shí)。 一段時(shí)間后在軸上可見明顯管狀結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求1. 一種精細(xì)靜電紡纖維接收裝置，其特征在于包含控制臺(tái)和纖維接收平臺(tái)兩個(gè)部分，控制臺(tái)包括電源、調(diào)速電機(jī)控制器和步進(jìn)電機(jī)控制器，纖維接收平臺(tái)包括由床板(1)、墻身(2)、機(jī)架(5)及固定的電機(jī)部件組成，電機(jī)(7)和夾頭(6)相連，夾頭(6)和頂頭(4)一起固定接收滾軸，絲桿(3)安裝在床板(1)上通過控制電機(jī)(8)的速度控制絲桿(3)轉(zhuǎn)動(dòng)速度從而控制接收平臺(tái)左右平動(dòng)的速度和方向。
2. 如權(quán)利要求l所述的一種精細(xì)靜電紡纖維接收裝置，其特征在于所述的絲桿(3)和 控制電機(jī)(8)之間還有一聯(lián)軸器(9)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種精細(xì)靜電紡纖維接收裝置，包含控制臺(tái)和纖維接收平臺(tái)兩個(gè)部分，控制臺(tái)包括電源、調(diào)速電機(jī)控制器和步進(jìn)電機(jī)控制器，纖維接收平臺(tái)包括由床板(1)、墻身(2)、機(jī)架(5)及其固定的電機(jī)等部件組成。本實(shí)用新型生產(chǎn)得到的新型紡織纖維結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于藥物緩釋、組織修復(fù)、過濾等方面。適合醫(yī)藥、精細(xì)過濾、防護(hù)等方面，本發(fā)明設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低廉，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號(hào)D01D5/00GK201106072SQ20072007095
公開日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2007年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月12日
發(fā)明者張中煒, 潘洪毅, 莫秀梅, 峰 陳 申請(qǐng)人:東華大學(xué)