一种医用纳米纤维增强型复合材料及其制备方法技术

一种医用纳米纤维增强型复合材料，该复合材料由基础材料和纳米短纤维组成，纳米短纤维保持结晶形态均匀分散于基础材料中，纳米短纤维在复合材料中的质量百分比为1%~50%。该复合材料的优点是单组份高分子材料断裂伸长率较高，柔韧性好，对血管等组织的损伤小，可以在人体组织内保持较好的拉伸强度和断裂伸长率，又可以大幅度的提高材料的拉伸强度；本发明专利技术的医用纳米纤维增强型复合材料具有良好生物相容性和生物可降解性，能够满足医用材料的临床要求。

A medical nanofiber reinforced composite and its preparation method

A medical nanofiber reinforced composite material is made up of basic materials and nano short fibers. Nano short fiber keeps crystalline morphology and dispersed evenly in basic materials. The mass percentage of nano short fiber in composite material is 1%~50%. The advantages of the composite material is higher elongation, fracture of single polymer material has good flexibility, on vascular tissue damage, can maintain good tensile strength and elongation in the body tissues, and can greatly improve the tensile strength of materials; the invention of medical nano fiber reinforced composite is biocompatible and biodegradable good biological and medical materials to meet clinical requirements.

【技术实现步骤摘要】
一种医用纳米纤维增强型复合材料及其制备方法
本专利技术涉及纳米纤维复合材料
，具体说是一种医用纳米纤维增强型复合材料及其制备方法。
技术介绍
人体内的各种组织、器官都有可能发生异常或损伤，目前主要依靠组织、器官的移植来恢复其功能，在此过程中需要大量的生物材料来支持组织、器官的正常工作，如支架、结扎夹等，具有良好生物相容性和生物可降解性的材料由于可以随着细胞的进一步增殖和分化以及材料的降解、吸收，最终形成新的功能组织，达到修复缺损组织的目的，因而在市场中的需求也越来越大。采用单组份的高分子原料制备成的医用材料断裂伸长率较高，柔韧性好，对血管等组织的损伤小，但是也存在以下不足，如降解速度较慢，拉伸强度差，脱落需1~2个月，完全吸收则需6个月以上，而临床上血管及其他管状组织闭合时间仅为1~2周，医用材料长期在人体中存在潜在风险，此外血管或其他组织仍可能出现受损、出血等现象，不利于患者的康复；而采用两种材料简单的接枝或共聚，其组成比例、链段分布、分子量等不易稳定控制，材料的力学性能和生物可降解性很难同时符合要求，因而不能充分满足医用高分子材料的临床需求。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种医用纳米纤维增强型复合材料及其制备方法。本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种医用纳米纤维增强型复合材料，该复合材料由基础材料和纳米短纤维组成，纳米短纤维保持结晶形态均匀分散于基础材料中，纳米短纤维在复合材料中的质量百分比为1%~50%；所述基础材料为聚对二氧环己酮、聚三亚甲级碳酸酯或聚己内酯；所述纳米短纤维为聚酯材料，所述聚酯材料为聚乙交酯或聚丙交酯；纳米短纤维的直径为200~800nm，长度为10~100μm。优选的，纳米短纤维在复合材料中的质量百分比为5%~30%。优选的，纳米短纤维为高结晶性纳米短纤维，其中当纳米短纤维为聚乙交酯时，其结晶度为80~90%，取向因子为0.90~0.95；当纳米短纤维为聚丙交酯时，其结晶度为70~80%，取向因子为0.65~0.75。优选的，基础材料为聚对二氧环己酮。优选的，所述聚酯材料为聚乙交酯；纳米短纤维的直径为300~500nm，长度为20~50μm。本专利技术还包括一种医用纳米纤维增强型复合材料的制备方法，包括以下步骤：①将聚酯材料在100℃下真空干燥24h，在氮气保护下，置于纺丝装置螺杆中熔融，在电压8~30KV下，以恒定速度挤出喷丝，漩涡冷却液槽接收后得到直径1~10μm的聚酯纤维束；所述聚酯材料为聚乙交酯或聚丙交酯；②在氮气保护下，将步骤①所得聚酯纤维束经过两次热拉伸，每次拉伸倍数为5~8倍，得到直径200~800nm的纳米纤维；当步骤①所得聚酯纤维束的材料为聚乙交酯时两次热拉伸的温度分别为180℃和160℃；当步骤①所得聚酯纤维束的材料为聚丙交酯时两次热拉伸的温度分别为150℃和130℃；③将步骤②所得纳米纤维置于-100℃以下的液氮中深冷2~3小时，经过高速粉碎机粉碎后过筛，得到长度为10~100μm的纳米短纤维；④将步骤③所得纳米短纤维加入基础材料中，混合均匀，其中步骤③所得纳米短纤维的质量百分比为1%~50%，然后双螺杆挤出，裁切制粒，得到医用纳米纤维增强型复合材料；所述基础材料为聚对二氧环己酮、聚三亚甲级碳酸酯或聚己内酯；当基础材料为聚对二氧环己酮时，挤出温度为110~160℃；当基础材料为聚三亚甲级碳酸酯时，挤出温度为80~150℃；当基础材料为聚己内酯时，挤出温度为70~130℃。优选的制备方法，步骤③中还包括将所得长度为10~100μm的纳米短纤维高结晶的步骤，具体的，将所得纳米短纤维置于真空烘箱中梯度升温，使得纳米短纤维熟化结晶，得到高结晶性纳米短纤维；当纳米短纤维的材料为聚乙交酯时，梯度升温的操作为分别在120℃、140℃和160℃下依次平衡2~3小时；当纳米短纤维的材料为聚丙交酯时，梯度升温的操作为分别在80℃、100℃和120℃下依次平衡2~3小时。优选的制备方法，步骤④中，步骤③所得纳米短纤维的质量百分比为5%~30%，当基础材料为聚对二氧环己酮时，挤出温度为120~150℃；当基础材料为聚三亚甲级碳酸酯时，挤出温度为100~130℃；当基础材料为聚己内酯时，挤出温度为80~110℃。本专利技术相比现有技术具有以下优点：一种医用纳米纤维增强型复合材料由基础材料和纳米短纤维组成，其中基础材料的熔点或加工温度较低，纳米短纤维的熔点较高，两者混合在一起时，利用两者的温度差，可以使纳米短纤维保持结晶状态均匀分散在基础材料熔体中，得到复合材料；该复合材料既保持了单组份高分子材料断裂伸长率较高，柔韧性好，对血管等组织的损伤小的优点，可以在人体组织内保持较好的拉伸强度和断裂伸长率，又可以大幅度的提高材料的拉伸强度；本专利技术的医用纳米纤维增强型复合材料具有良好生物相容性和生物可降解性，能够满足医用材料的临床要求。本专利技术的医用纳米纤维增强型复合材料，其纳米短纤维在热熔注塑时均匀分散在基础材料中，异相成核引导基础材料结晶，加快结晶速率，增强复合材料的力学性能，冷却成型后纳米短纤维穿插于聚合物中，支撑连接柔性分子链，构建三维复合网络，在保留基础材料韧性的前提下，增强其力学性能；在降解过程中，由于纳米短纤维的聚酯材料如聚乙交酯或聚丙交酯的水解比较快，一般在30天后会在结扎夹的内部形成区域酸性环境，加速基础材料的降解，将基础材料的吸收时间由原来的180天大幅缩短为90天，并且无异物不良反应的产生。本专利技术的医用纳米纤维增强型复合材料的制备方法，工艺设计奇特，利用基础材料和纳米短纤维的熔点差将纳米短纤维均匀分散在基础材料中，保持了两种材料各自的优点，并将缺点互补，得到了力学性能优异、生物相容性好，生物可降解性好的复合材料，其降解的周期适中，不会造成术后炎症、粘连的术后风险，更适合临床的需要。具体实施方式一种医用纳米纤维增强型复合材料，该复合材料由基础材料和纳米短纤维组成，纳米短纤维保持结晶形态均匀分散于基础材料中，纳米短纤维在复合材料中的质量百分比为1%~50%；所述基础材料为聚对二氧环己酮、聚三亚甲级碳酸酯或聚己内酯；所述纳米短纤维为聚酯材料，所述聚酯材料为聚乙交酯或聚丙交酯；纳米短纤维的直径为200~800nm，长度为10~100μm。优选的，纳米短纤维在复合材料中的质量百分比为5%~30%。优选的，纳米短纤维为高结晶性纳米短纤维，其中当纳米短纤维为聚乙交酯时，其结晶度为80~90%，取向因子为0.90~0.95；当纳米短纤维为聚丙交酯时，其结晶度为70~80%，取向因子为0.65~0.75。优选的，基础材料为聚对二氧环己酮。优选的，所述聚酯材料为聚乙交酯；纳米短纤维的直径为300~500nm，长度为20~50μm。本专利技术还包括一种医用纳米纤维增强型复合材料的制备方法，包括以下步骤：①将聚酯材料在100℃下真空干燥24h，在氮气保护下，置于纺丝装置螺杆中熔融，在电压8~30KV下，以恒定速度挤出喷丝，漩涡冷却液槽接收后得到直径1~10μm的聚酯纤维束；所述聚酯材料为聚乙交酯或聚丙交酯；②在氮气保护下，将步骤①所得聚酯纤维束经过两次热拉伸，每次拉伸倍数为5~8倍，得到直径200~800nm的纳米纤维；当步骤①所得聚酯纤维束的材料为聚乙交酯时两次热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种医用纳米纤维增强型复合材料，其特征在于：该复合材料由基础材料和纳米短纤维组成，纳米短纤维保持结晶形态均匀分散于基础材料中，纳米短纤维在复合材料中的质量百分比为1%~50%；所述基础材料为聚对二氧环己酮、聚三亚甲级碳酸酯或聚己内酯；所述纳米短纤维为聚酯材料，所述聚酯材料为聚乙交酯或聚丙交酯；纳米短纤维的直径为200~800nm，长度为10~100μm。

【技术特征摘要】
1.一种医用纳米纤维增强型复合材料，其特征在于：该复合材料由基础材料和纳米短纤维组成，纳米短纤维保持结晶形态均匀分散于基础材料中，纳米短纤维在复合材料中的质量百分比为1%~50%；所述基础材料为聚对二氧环己酮、聚三亚甲级碳酸酯或聚己内酯；所述纳米短纤维为聚酯材料，所述聚酯材料为聚乙交酯或聚丙交酯；纳米短纤维的直径为200~800nm，长度为10~100μm。2.根据权利要求1所述的一种医用纳米纤维增强型复合材料，其特征在于，纳米短纤维在复合材料中的质量百分比为5%~30%。3.根据权利要求1所述的一种医用纳米纤维增强型复合材料，其特征在于，纳米短纤维为高结晶性纳米短纤维，其中当纳米短纤维为聚乙交酯时，其结晶度为80~90%，取向因子为0.90~0.95；当纳米短纤维为聚丙交酯时，其结晶度为70~80%，取向因子为0.65~0.75。4.根据权利要求1所述的一种医用纳米纤维增强型复合材料，其特征在于，所述基础材料为聚对二氧环己酮。5.根据权利要求1所述的一种医用纳米纤维增强型复合材料，其特征在于，所述聚酯材料为聚乙交酯；纳米短纤维的直径为300~500nm，长度为20~50μm。6.一种医用纳米纤维增强型复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：①将聚酯材料在100℃下真空干燥24h，在氮气保护下，置于纺丝装置螺杆中熔融，在电压8~30KV下，以恒定速度挤出喷丝，漩涡冷却液槽接收后得到直径1~10μm的聚酯纤维束；所述聚酯材料为聚乙交酯或聚丙交酯；②在氮气保护下，将步骤①所得聚酯纤维束经过两次热拉伸，每次拉伸倍数为5~8倍，得到直径200~800nm的纳米纤维；当步骤①所得聚酯纤维束...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘阳，王宪朋，董浩，马丽霞，朱爱臣，吴倩倩，李俊起，王传栋，王勤，
申请(专利权)人：山东省药学科学院，
类型：发明
国别省市：山东,37