复合材料制造技术

本发明专利技术提供一种复合材料，包含由胶原蛋白及亲水性生物可分解高分子所构成的多层层状结构，其中该胶原蛋白为纤维状，纤维长度介于1.5mm至50mm之间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及复合材料。
技术介绍
以往当处理伤口时，一般认为保持伤口干燥可以提供伤口愈合较佳的环境，使伤口更容易愈合。因此在传统治疗方式中，主要使用纱布来避免伤口遭受到外在环境中的脏东西感染，甚至保持伤口干燥及清洁。但是，在这种疗法中，常会发生伤口与创伤敷料相粘的情况，导致除去创伤敷料时，沾粘到刚愈合的伤口而造成对伤口的二次伤害。近年来，相关研究确立在湿润环境下，可增加细胞生长时所需营养液的吸收以及组织分泌物的代谢，促进创伤治愈的效果。然而，具有较佳吸水性的材料，往往拉伸应力不足，因此无法用于手术缝合上。此外，现有的可降解生医材料无法提供令人满意的透明性，因此在细胞培养或是对于伤口的观察上，造成不便。基于上述，发展出一种新颖的生物可分解材料以期解决上述的问题，系为目前生物医学技术的重要课题。
技术实现思路
根据本专利技术的实施例，本专利技术提供一种复合材料，包含由胶原蛋白及亲水性生物可分解高分子所构成的多层层状结构(multi-layeredstructure)。根据本专利技术的实施例，在该多层层状结构中，每5μm厚的复合材料会具有10层以上的互相相迭的膜层，且每一互相相迭的膜层的厚度可介于0.1至1μm之间。其中，该胶原蛋白为纤维状，纤维长度介于1.5mm至50mm之间。根据本专利技术另一实施例，本专利技术所述的复合材料，包括以下步骤所得的产物：将亲水性生物可分解高分子溶于溶剂中，得到第一溶液；调整该第一溶液的pH值使其小于或等于5；将胶原蛋白加入该第一溶液中，得到第二溶液，其中该胶原蛋白为纤维状，纤维长度介于1.5mm至50mm之间；以及，对该第二溶液进行混掺制程，得到薄膜。【附图说明】图1为膜薄(V)的扫描式电子显微镜(SEM)光谱图。图2为膜薄(VII)的扫描式电子显微镜(SEM)光谱图。【具体实施方式】本专利技术揭露一种复合材料，由胶原蛋白及亲水性生物可分解高分子经由混掺制程所得。由于该胶原蛋白具有较长的纤维长度，因此可使得该复合材料具有多层层状结构，导致该复合材料具有高吸水度。根据本专利技术的实施方式，在该多层层状结构中，每5μm厚的复合材料会具有10层以上的互相相迭的膜层，且每一互相相迭的膜层可具有介于0.1至1μm之间的厚度。此外，本专利技术所述的复合材料于吸水湿润状态下(即湿膜状态)，仍具有高可缝性及高光穿透度(transparency)。再者，本专利技术所述的复合材料，可进一步应用在伤口敷料/眼科用途/骨科用途/手术用途/药物传输或是组织工程方面。本专利技术所述的复合材料，包含由胶原蛋白及亲水性生物可分解高分子所构成的多层层状结构，其中该胶原蛋白为纤维状，纤维长度介于1.5mm至50mm之间，或例如约15mm至30mm之间。胶原蛋白纤维于酸性溶液中，系因存在分子间的电荷斥力以及胶原蛋白与水的氢键作用力的影响下，使其呈现伸展的结构并能均匀的分散于溶液中，此时借助于使用的纤维长度大于1.5mm的胶原蛋白(非绵絮状)，可使得胶原蛋白纤维于生成干燥过程中析出及进行规则堆迭，确保所得的复合材料具有多层层状结构。根据本专利技术的实施方式，在该多层层状结构中，每5μm厚的复合材料会具有10层以上的互相相迭的膜层，且每一互相相迭的膜层可具有介于0.1至1μm之间的厚度。根据本专利技术实施方式，该亲水性生物可分解高分子为聚乙烯醇(polyvinylalcohol、PVA)、聚乙二醇(polyethyleneglycol、PEG)或聚环氧乙烷(polyethyleneoxide、PEO)、聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone、PVP)、或上述的组合，且该亲水性高分子基团的分子量可约为300至1,500,000。通过调整该亲水性生物可分解高分子的分子量，可调整该复合材料的降解速度。举例来说，选择分子量较小的亲水性高分子基团(例如分子量介于约300至60,000)，所得的复合材料的降解速度较快；另一方面，选择分子量较大的亲水性高分子基团(例如分子量介于约100,000至1,500,000)，所得的复合材料的降解速度较慢。举例来说，当亲水性生物可分解高分子为聚乙烯醇(polyvinylalcohol、PVA)时，该亲水性生物可分解高分子的分子量可介于10,000至130,000；当亲水性生物可分解高分子为聚乙二醇(polyethyleneglycol、PEG)或聚环氧乙烷(polyethyleneoxide、PEO)时，该亲水性生物可分解高分子的分子量可介于300至150,000；以及，当亲水性生物可分解高分子为聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone、PVP)时，该亲水性生物可分解高分子的分子量可介于10,000至1,500,000)。本专利技术上述的高分子分子量是指重均分子量。根据本专利技术的实施方式，该胶原蛋白与亲水性生物可分解高分子的重量比为1:3至9:1，例如1:3至3:1、或1:1至4:1。若胶原蛋白与亲水性生物可分解高分子的重量比过低，则分子间缺乏纤维结构，将造成薄膜具有脆性，且吸水后将溶化不成膜；若胶原蛋白与亲水性生物可分解高分子的重量比过高，则降低调整薄膜光穿透率及吸水率(swelling)的功能。根据本专利技术的某些实施方式，本专利技术所述复合材料，其制备方法可包含以下步骤：首先，将亲水性生物可分解高分子溶于溶剂中，得到第一溶液。接着，调整该第一溶液的pH值使其小于或等于5，例如小于或等于3。调整该第一溶液的pH值的目的在于使胶原蛋白完全溶解，若pH值大于5，则胶原蛋白将析出无法溶解。接着，将胶原蛋白加入该第一溶液中，得到第二溶液，其中该胶原蛋白系为纤维状，纤维长度系介于1.5mm至50mm之间；以及，对该第二溶液进行混掺制程，得到一薄膜。由于该胶原蛋白与该亲水性生物可分解高分子具有较佳的混溶性(miscibility)，因此该混掺制程可为双轴延伸制程或溶剂流延(solventcasting)。根据本专利技术的实施方式，在该混掺制程后，可包含对该薄膜进行处理，使得该亲水性生物可分解高分子以及该胶原蛋白至少一种进行交联反应。进行该交联反应的目的在于延长复合材料的降解速度。该处理可为化学交联制程，包含使用交联剂对该薄膜进行交联制程。其中，该交联剂为甲醛(formaldehyde)、戊二醛(glutaraldehyde)、乙二醛(glyoxal)、丙二醛(malondialdehyde)、琥珀醛(succinyldialdehyde)、苯二甲醛(phthala本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合材料，包含由胶原蛋白及亲水性生物可分解高分子所构成的多层层状结构，其中该胶原蛋白为纤维状，纤维长度为1.5mm至50mm。

【技术特征摘要】
2014.12.12 TW 103143432;2015.09.08 TW 1041296071.一种复合材料，包含由胶原蛋白及亲水性生物可分解高分子所构成的
多层层状结构，其中该胶原蛋白为纤维状，纤维长度为1.5mm至50mm。
2.如权利要求1所述的复合材料，其中在该多层层状结构具有多个互
相相迭的膜层，其中每5μm厚的复合材料具有10层以上的互相相迭的膜层。
3.如权利要求2所述的复合材料，其中每一互相相迭的膜层的厚度为
0.1至1μm。
4.如权利要求1所述的复合材料，其中该亲水性生物可分解高分子为
聚乙烯醇(polyvinylalcohol、PVA)、聚乙二醇(polyethyleneglycol、PEG)或聚
环氧乙烷(polyethyleneoxide、PEO)、聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone、
PVP)、或上述的组合。
5.如权利要求1所述的复合材料，其中该亲水性生物可分解高分子的
分子量为300至1,500,000。
6.如权利要求1所述的复合材料，其中该胶原蛋白与亲水性生物可分
解高分子的重量比为1:3至9:1。
7.如权利要求1所述的复合材料，其中该复合材料的吸水率为约1倍
至15倍。
8.如权利要求1所述的复合材料，其中该复合材料的光穿透度为大于
或等于90％。
9.如权利要求1所述的复合材料，其中该复合材料的抗缝强度为3Mpa
至50Mpa。
10.一种复合材料，包括以下步骤所得的产物：
将亲水性生物可分解高分子溶于溶剂中，得到第一溶液；
调整该第一溶液的pH值使其小于或等于5；
将胶原蛋白加入该第一溶液中，得到第二溶液，其中该胶原蛋白为纤维
状，纤维长度为1.5m...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘育秉，王琇莹，沈欣欣，沈盈妏，黄金宗，徐新怡，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71