一种医用纳米纤维增强型亲水复合材料及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种医用纳米纤维增强型亲水复合材料及其制备方法和用途，该复合材料由亲水性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亲水性基础材料中，纳米短纤维在复合材料中的质量百分比为1%~30%；纳米短纤维的直径为200~800nm，长度为10~100μm；本发明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溶解性差异将纳米短纤维均匀分散在基础材料中，采用冷冻干燥法得到多空海绵状复合材料，该复合材料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。

Medical nano fiber reinforced hydrophilic composite material, preparation method and application thereof

The invention discloses a medical nanofiber reinforced hydrophilic composite material and its preparation method and use. The composite is composed of hydrophilic base material and nano short fiber. The nanofibers are dispersed in the hydrophilic base material evenly, and the mass percentage of nanofibers in the composites is 1%~30. The diameter of the nanofibers is 200~800nm and the length is 10~100 m, and the preparation method of the medical nanofiber reinforced composites is peculiar. The nano short fibers are evenly dispersed in the basic materials by the difference of the solubility of the basic materials and nanofibers, and the freeze-drying method is used to obtain the multi empty sponge. The composite material, which maintains the advantages of the two materials, complements their shortcomings, and obtains the composite materials with excellent mechanical properties, good biocompatibility and good biodegradability. Its degradation cycle is moderate, and it will not cause postoperative risk of postoperative inflammation and adhesion, and it is more suitable for clinical needs.

【技术实现步骤摘要】
一种医用纳米纤维增强型亲水复合材料及其制备方法和用途
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亲水复合材料及其制备方法和用途。
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。天然生物吸收性高分子材料，如胶原、明胶、透明质酸、壳聚糖等具有较好的亲水性、生物相容性和生物降解性，和合成材料相比，具有细胞信号识别作用，更能促进细胞的粘附、增殖和分化，可用于组织再生和修复材料，但是这类材料也存在以下不足，力学性能较低，尤其是遇水后强度会进一步下降或者发生形变，在临床应用时可能发生产品破碎、脱落等不良现象，限制了该类材料的应用。
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亲水复合材料及其制备方法和用途。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亲水复合材料，该复合材料由亲水性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亲水性基础材料中，纳米短纤维在复合材料中的质量百分比为1%~30%；所述的亲水性基础材料为胶原、明胶、透明质酸、壳聚糖、丝素、纤维素和淀粉中的任一种、任两种或以上的混合物；所述的纳米短纤维为聚酯材料，所述聚酯材料为聚丙交酯、聚乙交酯、聚己内酯、聚三亚甲基碳酸酯和聚对二氧环己酮中的任一种、任两种或以上的混合物；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%~20%。优选的，亲水性基础材料为胶原、明胶、透明质酸、壳聚糖、丝素、纤维素和淀粉中的任一种或任两种；所述的纳米短纤维为聚酯材料，所述聚酯材料为聚丙交酯、聚乙交酯、聚己内酯、聚三亚甲基碳酸酯和聚对二氧环己酮中的任一种或任两种。优选的，聚酯材料为聚乙交酯或聚丙交酯时，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，亲水性基础材料为胶原和透明质酸按照质量比1：1的比例混合得到。优选的，聚酯材料为聚乙交酯；纳米短纤维的直径为350~450nm，长度为30~70μm。本专利技术还包括一种医用纳米纤维增强型亲水复合材料的制备方法，包括以下步骤：①采用静电纺丝法将聚酯材料制备成直径200~800nm的纳米纤维，然后将纳米纤维置于-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；所述聚酯材料为聚丙交酯、聚乙交酯、聚己内酯、聚三亚甲基碳酸酯和聚对二氧环己酮中的任一种、任两种或以上的混合物；②用溶剂将亲水性基础材料配置成质量浓度为0.1~20%溶液，向其中加入步骤①所得的纳米短纤维，搅拌分散均匀，得到混合液，将混合液加入模具中冷冻成型，然后置于冷冻干燥机中冷冻干燥除去溶剂，得到多孔的医用纳米纤维增强型亲水复合材料；所述溶剂为水或醋酸；所述亲水性基础材料为胶原、明胶、透明质酸、壳聚糖、丝素、纤维素和淀粉中的任一种、任两种或以上的混合物。优选的制备方法，静电纺丝法的操作为将聚酯材料加入六氟异丙醇中配制成质量浓度为10~20%的溶液或者将聚酯材料加热为熔融液体，采用静电纺丝设备，通过毛细管喷出，经10~15kv的高压静电场的电位差牵引拉伸，得到直径200~800nm的纳米纤维。优选的制备方法，当聚酯材料中重量比70%以上为聚乙交酯或聚丙交酯时，采用熔融挤出拉伸法将聚酯材料制备成直径200~800nm的纳米纤维，具体的，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；在氮气保护下，将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；当聚酯材料中重量比70%以上为聚乙交酯时两次热拉伸的温度分别为180℃和160℃；当聚酯材料中重量比70%以上为聚丙交酯时两次热拉伸的温度分别为150℃和130℃。本专利技术还包括一种医用纳米纤维增强型亲水复合材料的应用，用于组织补片、防粘连、止血等组织修复及再生领域。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亲水复合材料，利用疏水性聚酯材料和亲水性基础材料之间的溶解性差异，将合成聚酯材料保持纤维形态穿插于亲水性基础材料中，形成二级网络结构，当临床应用遇到组织液或者血液时，亲水性基础材料亲水变软，聚酯材料疏水保持不变，形成软硬段储能结构，在保留其亲水性和生物相容性好的特点下，显著增强其拉伸强度、径向支撑力和回弹性等力学性能，该复合材料适用于组织补片、防粘连、止血等组织修复和再生领域；本专利技术的一种医用纳米纤维增强型亲水复合材料，既具有亲水性基础材料的亲水性、生物相容性和生物可降解性，又具有聚酯材料的力学性能，具有较高的断裂伸长率和较好的柔韧性，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，从而大幅度的提高了复合材料的拉伸强度，能够满足医用材料的临床要求。复合材料组成中，亲水性材料降解速度较快，聚酯降解速度较慢，但因为亲水材料的吸水性，使的聚酯材料更容易被水分包围，水分也更容易侵入分子链内部，相对于纯聚酯材料情况降解的快一些，更适合临床降解的需要。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溶解性差异将纳米短纤维均匀分散在基础材料中，采用冷冻干燥法得到多空海绵状复合材料，该复合材料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。附图说明图1为实施例7医用纳米纤维增强型亲水复合材料的扫描电镜图片。具体实施方式本专利技术的目的是提供一种医用纳米纤维增强型亲水复合材料及其制备方法，通过以下技术方案实现：一种医用纳米纤维增强型亲水复合材料，该复合材料由亲水性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亲水性基础材料中，纳米短纤维在复合材料中的质量百分比为1%~30%；所述的亲水性基础材料为胶原、明胶、透明质酸、壳聚糖、丝素、纤维素和淀粉中的任一种、任两种或以上的混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种医用纳米纤维增强型亲水复合材料，其特征在于：该复合材料由亲水性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亲水性基础材料中，纳米短纤维在复合材料中的质量百分比为1%~30%；所述的亲水性基础材料为胶原、明胶、透明质酸、壳聚糖、丝素、纤维素和淀粉中的任一种、任两种或以上的混合物；所述的纳米短纤维为聚酯材料，所述聚酯材料为聚丙交酯、聚乙交酯、聚己内酯、聚三亚甲基碳酸酯和聚对二氧环己酮中的任一种、任两种或以上的混合物；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亲水复合材料，其特征在于：该复合材料由亲水性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亲水性基础材料中，纳米短纤维在复合材料中的质量百分比为1%~30%；所述的亲水性基础材料为胶原、明胶、透明质酸、壳聚糖、丝素、纤维素和淀粉中的任一种、任两种或以上的混合物；所述的纳米短纤维为聚酯材料，所述聚酯材料为聚丙交酯、聚乙交酯、聚己内酯、聚三亚甲基碳酸酯和聚对二氧环己酮中的任一种、任两种或以上的混合物；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亲水复合材料，其特征在于：纳米短纤维在复合材料中的质量百分比为5%~20%。3.根据权利要求1所述的一种医用纳米纤维增强型亲水复合材料，其特征在于：所述的亲水性基础材料为胶原、明胶、透明质酸、壳聚糖、丝素、纤维素和淀粉中的任一种或任两种；所述的纳米短纤维为聚酯材料，所述聚酯材料为聚丙交酯、聚乙交酯、聚己内酯、聚三亚甲基碳酸酯和聚对二氧环己酮中的任一种或任两种。4.根据权利要求1所述的一种医用纳米纤维增强型亲水复合材料，其特征在于：聚酯材料为聚乙交酯或聚丙交酯时，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。5.根据权利要求1所述的一种医用纳米纤维增强型亲水复合材料，其特征在于：所述的亲水性基础材料为胶原和透明质酸按照质量比1：1的比例混合得到。6.根据权利要求1所述的一种医用纳米纤维增强型亲水复合材料，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350~450nm，长度为30~70μm。7.一种医用纳米纤维增强型亲水复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：①采用静电纺丝法将聚酯材料制备成直径200~800nm的纳米纤维，然后将纳米...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘阳，王宪朋，马丽霞，王传栋，王勤，朱爱臣，董浩，李俊起，吴倩倩，李文明，
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