一種聚己內酯/聚乙二醇復合串珠狀纖維及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于靜電紡絲技術領域，具體涉及一種聚己內酯/聚乙二醇復合串珠狀纖維結構及其制備方法。
【背景技術】
[0002]靜電紡絲是目前連續(xù)獲得納米級、亞微米級聚合物纖維最主要的途徑之一。由于靜電紡絲技術制備的纖維具有直徑小、比表面積大、孔隙率高、吸附性強和空間連通性好的特點，因此廣泛應用于生物醫(yī)藥領域，用作藥物緩控釋放載體、組織工程支架、傷口敷料。此類纖維支架往往用于擔載一些具有生物活性的藥物，如蛋白、生長因子和基因類，這類藥物在單獨用藥時往往會因為藥物本身的特性而對于時間、劑量以及儲存條件的要求比較苛亥IJ。同時，藥物容易因為外界環(huán)境的影響而失去活性或發(fā)生變性，導致藥物失去功效，所以常規(guī)制備載藥纖維時，一般會預先對藥物處理，使其形成外有保護層的微球藥物來避免與外界環(huán)境直接接觸而導致其失活，但是處理后形成的顆粒型的微球藥物往往直徑較大，實際效果往往不盡人意，但是滿足支架尺寸的纖維卻不能有效地擔載此類顆粒藥物。
[0003]事實上，即使非顆粒藥物，傳統(tǒng)的靜電紡載藥光滑纖維也存在著明顯的突釋現(xiàn)象，主要是藥物大多裸露在纖維表面，而不是包入內部。一旦外層與外界環(huán)境接觸之后，其藥物釋放方式就易變得極快，不僅失去了緩慢釋放的初衷，同時也影響藥物的作用時間。同時，傳統(tǒng)的納米、亞納米纖維所承載的藥物量的限制十分的大，往往達不到釋放效果。因此，通過改變紡絲的形貌來調控藥物的釋放，如串珠結構纖維。
[0004]利用靜電紡絲串珠結構纖維來擔載組織工程中的顆粒型藥物，可有效緩解藥物釋放現(xiàn)象。串珠結構纖維，即在連續(xù)的尺度的纖維上形成了直徑約有1?2 μ m，甚至更大的珠粒，可有效的增加載藥量，延長藥物的釋放。而且其獨特的結構一方面能保證珠粒之間的纖維直徑限制在50?500nm范圍內，滿足制備生物支架的尺寸要求；另一方面珠粒本身可實現(xiàn)對顆粒型藥物的擔載，將藥物包載在串珠結構內部，從而緩解藥物突釋現(xiàn)象。然而串珠結構的制備過程極不穩(wěn)定，且目前較多的研究集中在光滑纖維的獲取上，對于靜電紡絲制備聚己內酯/聚乙二醇復合串珠狀纖維的研究還未見報道。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足之處，提供了一種聚己內酯/聚乙二醇復合串珠狀纖維及其制備方法，采用靜電紡絲技術通過共混可生物降解高分子聚合物制備得到纖維連續(xù)、光滑、均勻、珠粒結構無缺陷的串珠結構纖維，具有廣泛的應用前景。
[0006]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案之一是:
[0007]—種聚己內酯/聚乙二醇復合串珠狀纖維的制備方法，包括:
[0008]1)按質量份數計，將5?9份第一溶劑、1?4份第二溶劑混合配制得到混合溶劑；
[0009]2)將聚己內酯與聚乙二醇加入至上述混合溶劑中并使二者的終濃度分別為6?15界七％和4?9wt%，20?35°C下攪拌8?12h使二者充分溶解；靜置1?5h，得到聚己內酯/聚乙二醇復合靜電紡絲溶液；
[0010]3)在電壓4?15kV，濕度30?80%，溫度25?40°C下將步驟2)得到的聚己內酯/聚乙二醇復合靜電紡絲溶液進行靜電紡絲，紡絲流量為200?2000 μ L/h，噴絲頭與接收器的距離為10?40cm，在接收器上即可得到所述之聚己內酯/聚乙二醇復合串珠狀纖維，纖維直徑為100?900nm，串珠的直徑為1?6 μ m。
[0011]—實施例中:所述步驟1)中，第一溶劑為毒性小，溶解能力強、揮發(fā)性強的有機溶劑，例如為二氯甲烷，三氯甲烷、丙酮、甲醇、乙醇、石油醚、乙酸乙酯、正己烷中的至少一種。
[0012]—實施例中:所述步驟1)中，第二溶劑為導電性強，可與多種有機溶劑互溶，低毒的有機溶劑，例如為二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺、二甲亞砜、四氫呋喃、三氟乙烯中的至少一種。
[0013]一實施例中:所述步驟2)中，聚己內酯的分子量為40000?80000Da。
[0014]一實施例中:所述步驟2)中，聚乙二醇的分子量為2000?20000Da。
[0015]—實施例中:所述步驟3)中，所述接收器為平面鋁箔。
[0016]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案之二是:
[0017]—種聚己內酯/聚乙二醇復合串珠狀纖維，所述聚己內酯/聚乙二醇復合串珠狀纖維直徑為100?900nm，串珠的直徑為1?6 μπι。
[0018]—實施例中:所述聚己內酯/聚乙二醇復合串珠狀纖維通過含有6?15wt%的聚己內酯和4?9wt %的聚乙二醇的聚己內酯/聚乙二醇復合靜電紡絲溶液在電壓4?15kV，濕度30?80%，溫度25?40 °C下進行靜電紡絲制備而成，紡絲流量為200?2000 μ L/h，噴絲頭與接收器的距離為10?40cm。
[0019]本技術方案與【背景技術】相比，它具有如下優(yōu)點:
[0020]1.本發(fā)明通過確定靜電紡絲溶液中的PCL和PEG的最佳含量，使靜電紡絲溶液可以穩(wěn)定的制備出串珠狀結構的纖維，得到的纖維連續(xù)、表面光滑、尺寸分布均勻，珠粒為紡錘形、尺寸分布均勻、表面有微孔、珠粒均勻分布在纖維上，珠粒結構無缺陷，且操作簡單、成本低廉；利用該纖維可以用于負載顆粒型或非顆粒型的藥物，在抗腫瘤、抗菌、抗炎、組織工程等方面有較佳的應用前景。
[0021]2.本發(fā)明制得的聚己內酯/聚乙二醇復合串珠狀纖維既保持了纖維連續(xù)性、PCL和PEG本身的生物相容性好的優(yōu)點，同時又具有比表面積大、孔隙小、孔隙率高等優(yōu)點。
[0022]3.本發(fā)明制備的聚己內酯/聚乙二醇復合串珠纖維的纖維直徑和串珠直徑可通過調節(jié)紡絲工藝如靜電紡絲溶液濃度、聚己內酯/聚乙二醇復合比例、電壓、噴絲頭與接收器距離、紡絲溶液流量、環(huán)境條件等進行控制，從而得到一系列直徑不同的纖維，可應用于不同的領域。
[0023]4.本發(fā)明制備工藝簡單，PCL和PEG價格低廉、在體內外均可降解為水和二氧化碳，對環(huán)境無污染。
【附圖說明】
[0024]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0025]圖1本發(fā)明的聚己內酯/聚乙二醇復合串珠狀纖維制備方法的裝置示意圖。
[0026]圖2a為實施例1的聚己內酯/聚乙二醇復合串珠狀纖維的掃描電鏡照片之一，放大倍數為1700倍。
[0027]圖2b為實施例1的聚己內酯/聚乙二醇復合串珠狀纖維的掃描電鏡照片之二，放大倍數為2050倍。
[0028]圖2c為實施例1的聚己內酯/聚乙二醇復合串珠狀纖維的掃描電鏡照片之三，放大倍數為3300倍。
[0029]圖2d為實施例1的聚己內酯/聚乙二醇復合串珠狀纖維的掃描電鏡照片之四，放大倍數為5100倍。
【具體實施方式】
[0030]下面通過實施例具體說明本發(fā)明的內容:
[0031]實施例1
[0032]1)按質量份數計，將8份第一溶劑二氯甲烷、2份第二溶劑二甲基甲酰胺混合配制得到混合溶劑；
[0033]2)將分子量為80000Da的聚己內酯(PCL)與分子量為6000Da的聚乙二醇(PEG)加入至上述混合溶劑中并使二者的終濃度分別為5被％和5wt%，30°C下攪拌8h使二者充分溶解；靜置2h，得到聚己內酯/聚乙二醇復合靜電紡絲溶液；
[0034]3)將步驟2)得到的聚己內酯/聚乙二醇復合靜電紡絲溶液抽取到帶有不銹鋼針頭的注射器中并固定在高壓靜電紡絲器中，在電壓6kV，濕度40%，溫度26°C下將進行靜電紡絲，紡絲流量為400 μ L/h,噴絲頭與接收器的距離為20cm，在平板鋁箔接收器上即可收集得到聚己內酯/聚乙二醇復合串珠狀纖維，纖維直徑為0.76±0.14 μπι,串珠為紡錘形，串珠直徑為5.14±0.88 μ m，如圖2a至圖2d所示。
[0035]實施例2
[0036]1)按質量份數計，將8份第一溶劑二氯甲烷、2份第二溶劑二甲基甲酰胺混合配制得到混合溶劑；
[0037]2)將分子量為80000Da的聚己內酯與分子量為6000Da的聚乙二醇加入至上述混合溶劑中并使二者的終濃度分別為7被％和3wt%，30°C下攪拌8h使二者充分溶解；靜置2h，得到聚己內酯/聚乙二醇復合靜電紡絲溶液；
[0038]3)將步驟2)得到的聚己內酯/聚乙二醇復合靜電紡絲溶液抽取到帶有不銹鋼針頭的注射器中并固定在高壓靜電紡絲器中，在電壓6kV，濕度40%，溫度26°C下將進行靜電紡絲，紡絲流量為400 μ L/h,噴絲頭與接收器的距離為20cm，在平板鋁箔接收器上即可收集得到之聚己內酯/聚乙二醇復合串珠狀纖維，纖維直徑為0.75±0.14 μm，串珠為紡錘形，串珠直徑為4.56±0.75 μ m。
[0039]實施例3
[0040]1)按質量份數計，將8份第一溶劑二氯甲烷、2份第二溶劑二甲基甲酰胺混合配制得到混合溶劑；
[0041]2)將分子量為80000Da的聚己內酯與分子量為6000Da的聚乙二醇加入至上述混合溶劑中并使二者的終濃度分別為3被％和7wt%，30°C下攪拌8h使二者充分溶解；靜置2h，得到聚己內酯/聚乙二醇復合靜電紡絲溶液；
[0042]3)將步驟2)得到的聚己內酯/聚乙二醇復合靜電紡絲溶液抽取到帶有不銹鋼針頭的注射器中并固定在高壓靜電紡絲器中，在電壓6kV，濕度40%，溫度26°C下將進行靜電紡絲，紡絲流量為400 μ L/h,噴絲頭與接收器的距離為20cm，在平板鋁箔接收器上即可收集得到之聚己內酯/聚乙二醇復合串珠狀纖維，纖維直徑為0.75±0.20 μm，串珠為紡錘形，串珠直徑為5.08 ±0.95 μ m。
[0043]實施例4
[0044]1)按質量份數計，將8份第一溶劑二氯甲烷、2份第二溶劑二甲基甲酰胺混合配制得到混合溶劑；
[0045]2)將分子量為80000Da的聚己內酯與分子量為8000Da的聚乙二醇加入至上述混合溶劑中并使二者的終濃度分別為5被％和5wt%，30°C下攪拌8h使二者充分溶解；靜置2h，得到聚己內酯/聚乙二醇復合靜電紡絲溶液；
[0046]3)將步驟2)得到的聚己內酯/聚乙二醇復合靜電紡絲溶液抽取到帶有不銹鋼針頭的注射器中并固定在高壓靜電紡絲器中