一种静电纺丝纳米纤维膜、制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及高分子材料技术领域，公开了一种静电纺丝纳米纤维膜、制备方法及应用，所述纳米纤维膜为PHBV改性的PCL纤维膜，所述纳米纤维膜内纤维丝排列有序，且所述纤维丝的平均直径为763.2

【技术实现步骤摘要】
一种静电纺丝纳米纤维膜、制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，具体地，涉及一种静电纺丝纳米纤维膜、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]神经损伤程度从轻微挤压伤到严重的撕脱伤，都给患者带来极大的痛苦。神经损伤的治疗仍然是临床上面临的巨大挑战。目前的治疗手段主要包括利用显微外科技术直接修补损伤的神经或进行神经移植术。但是存在缺乏供体移植物，需要多次手术，操作复杂等问题。干细胞来源于中胚层，具有自我更新和多向分化能力。随着纳米技术的发展，一系列的生物支架被开发出来，这些纳米支架模拟了天然细胞外基质，可以促进干细胞增殖并调节其分化行为。神经组织工程旨在利用功能化的生物支架诱导干细胞定向分化。
[0003]静电纺丝技术用于制备纳米纤维膜具有操作简单，成本低，产量高等优势。此外，可以通过设置不同的纺丝参数来制备出不同形貌的纳米纤维膜，从而调节细胞的行为。同时，静电纺丝技术制备的纤维膜具有较高的比表面积和孔隙率。模拟了天然的细胞外基质，有利于细胞的增殖粘附。聚己内酯(PCL)是可降解的半结晶聚酯，具有较强的柔韧性，可作为静电纺丝的理想材料。研究表明，PCL的裂缝桥接作用增加了陶瓷类支架的韧性，提高复合材料的力学性能。
[0004]细胞的增殖、迁移、轴突生长等都受到内源性电场的影响。因此，生物电在人体中起到至关重要的作用。近年来，一些研究人员利用电刺激来治疗各种疾病。这一治疗方法往往需要外部电源或者植入电极，从身体外部产生穿过皮肤的电流来发挥作用。压电材料在机械变形时会产生电活动，不需要连接外部电源或植入电极，不会对人体造成损伤。因此开发一种将PCL与压电材料结合的纳米纤维膜具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种静电纺丝纳米纤维膜、制备方法及应用，该方法将聚羟基丁酸
‑
戊酸酯(PHBV)应用于导电纳米纤维膜的制备，该电纺纳米纤维膜具有促进干细胞向神经细胞分化的潜能，应用于临床上对神经缺损的再生修复。
[0006]为了实现上述目的，在一方面，本专利技术提供了一种静电纺丝纳米纤维膜，所述纳米纤维膜为PHBV改性的PCL纤维膜，所述纳米纤维膜内纤维丝排列有序，且所述纤维丝的平均直径为763.2
±
180.9nm。
[0007]优选地，所述纳米纤维膜的最大拉伸应力14.5MPa，最大弹性模量为699.18MPa。
[0008]另一方面，本专利技术公开提供了一种上述静电纺丝纳米纤维膜的制备方法，包括：
[0009]将PCL与PHBV在常温下共混于六氟异丙醇有机溶液中，经磁力搅拌、超声分散，得到纺丝液；
[0010]将所述纺丝液在强电压下进行静电纺丝，将喷出的均匀纤维丝沉积在接收器上形成纳米纤维膜，接收速度为2400r
‑
2500r。
[0011]优选地，所述将PCL与PHBV在常温下共混于六氟异丙醇有机溶液中，经磁力搅拌、超声分散包括：
[0012]将PHBV溶于六氟异丙醇有机溶剂中，磁力搅拌5
‑
6h，再加入PCL，继续磁力搅拌11
‑
12h，超声0.4
‑
0.5h。
[0013]优选地，所述PHBV、PCL、六氟异丙醇的用量比为0.4
‑
0.5g：0.01
‑
0.02g：9
‑
10mL。
[0014]优选地，所述PHBV、PCL、六氟异丙醇的用量比为0.5g：0.02g：10mL。
[0015]优选地，所述静电纺丝的电压为14
‑
15kV，纺丝速度为0.7
‑
0.8mL/h，纺丝距离为9
‑
10cm。
[0016]优选地，所述静电纺丝的电压为15kV，纺丝速度为0.8mL/h，纺丝距离为10cm，接收速度为2500r。所述纳米纤维膜的X衍射线图谱显示，19.7
°
处出现了PHBV的β形晶体特征峰，β形晶体是从正交α形薄片之间的非晶形区域拉伸形成的，其反应了纤维之间产生了较大形变，从而产生电信号。
[0017]优选地，所述超声的功率为0.4
‑
0.5W，频率为0.9
‑
1MHz。
[0018]再一方面，本专利技术还提供了一种静电纺丝纳米纤维膜的应用，用于促进细胞分化的生物支架。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0020]通过上述技术方案，将聚羟基丁酸
‑
戊酸酯(PHBV)与PCL结合，通过静电纺丝技术形成纳米纤维膜。PHBV具有良好的生物相容性和可降解性，同时表现出压电特性，使得纳米纤维膜具有压电效果，具有促进干细胞向神经细胞分化的潜能，应用于临床上对神经缺损的再生修复。
[0021]本专利技术的有序排列的纳米纤维膜的最大拉伸应力14.5MPa，最大弹性模量为699.18MPa，具有良好的机械性能。本专利技术的纳米纤维膜与排列无序的PCL纳米纤维膜及PHBV/PCL纳米纤维膜相比，具有较强的输出电压，有序的纺丝纤维能够促进细胞的黏附、存活和增殖，引导细胞迁移，有利于刺激骨髓间充质干细胞向神经细胞分化。
[0022]本专利技术制备的静电纺丝纳米纤维膜含有5％PHBV的纤维膜，在超声刺激下，可以通过电信号及排列有序的表面形貌共同诱导干细胞向神经细胞分化，可以用作一种临床应用的神经修复支架。
[0023]本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0024]附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0025]图1示出了本专利技术对比例3、实施例1的扫描电镜图；
[0026]图2示出了本专利技术对比例3、实施例1的直径分布图；
[0027]图3示出了本专利技术对比例1、对比例2、对比例3、实施例1的XRD图谱；
[0028]图4示出了本专利技术本专利技术对比2、对比例3、实施例1的力学曲线；
[0029]图5为本专利技术对比例1、对比例3、实施例1的输出电压随时间变化曲线图。
具体实施方式
[0030]以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0031]对比例1
[0032]按照以下步骤制备静电纺丝PCL纳米纤维膜：
[0033]S1.常温下，将0.02gPCL溶于10mL的六氟异丙醇有机溶液中，磁力搅拌12h，超声0.5h，然后利用静电纺丝技术在强电场下，将喷出的均匀纤维沉积在接收器上形成纤维膜(纺丝电压15kV，纺丝速度0.8mL/h，纺丝距离10cm，接收速度20r)；
[0034]S2.将PCL纤维膜裁剪成圆片，利用超声治疗仪对纤维膜进行刺激，并通过示波器收集压电信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种静电纺丝纳米纤维膜，其特征在于，所述纳米纤维膜为PHBV改性的PCL纤维膜，所述纳米纤维膜内纤维丝排列有序，且所述纤维丝的平均直径为763.2
±
180.9nm。2.根据权利要求1所述的静电纺丝纳米纤维膜，其特征在于，所述纳米纤维膜的最大拉伸应力14.5MPa，最大弹性模量为699.18MPa。3.一种权利要求1或2所述的静电纺丝纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，包括：将PCL与PHBV在常温下共混于六氟异丙醇有机溶液中，经磁力搅拌、超声分散，得到纺丝液；将所述纺丝液在强电压下进行静电纺丝，将喷出的均匀纤维丝沉积在接收器上形成纳米纤维膜，接收速度为2400
‑
2500r。4.根据权利要求3所述的静电纺丝纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述将PCL与PHBV在常温下共混于六氟异丙醇有机溶液中，经磁力搅拌、超声分散包括：将PHBV溶于六氟异丙醇有机溶剂中，磁力搅拌5
‑
6h，再加入PCL，继续磁力搅拌11
‑
12h，超声0.4
‑
0.5h。5.根据权利要求3或4所述的静电纺丝纳米纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：马可，曾勇，李果，阙祖亮，黄歆怡，农金苗，李平秀，
申请(专利权)人：广西华仁医学科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：