專利名稱：一種軸為空氣的氣泡法同軸靜電紡的方法
技術領域：
本發明屬于同軸靜電紡工藝領域，特別涉及一種軸為空氣的氣泡法同軸靜電紡的方法。
背景技術：
1934年，Formlals發明了第一項關于靜電紡絲技術的專利,詳細的論及到靜電紡絲法的制備工藝與紡絲裝置；但直到20世紀80年代，由于納米科學的快速興起和發展，這種制備納米纖維的方法才受到了人們的廣泛關注；從21世紀初，國內才開始了對靜電紡絲的研究，中國科學院用靜電紡絲法制得了納米級聚丙烯腈纖維氈。
靜電紡絲是作為一種高效制備納米纖維的技術，因其方便快捷的得到連續的納米纖維而受到廣泛關注。靜電紡絲技術通過外加電場力克服噴頭毛細管尖端液滴的液體表面張力和粘彈力而形成射流，在靜電斥力、庫侖力和表面張力共同作用下，被霧化后的液體射流被高頻彎曲、拉延、分裂，在幾十毫秒內被牽伸千萬倍，經溶劑揮發或熔體冷卻在接收端得到納米級纖維。宏觀上，靜電紡絲過程選擇不同的接收板，可以得到帶有不同圖案的納米纖維氈。微觀上，通過改紡絲液的條件，可以調控納米纖維直徑和表面形貌；通過改變紡絲針頭的結構，可得到特殊的可控的核殼結構的納米纖維。比較常見的新型靜電紡絲方法有多噴頭電紡法、共混電紡法、共混復合紡絲法、多層和混合電紡法、同軸共紡法等。這幾年來，把同軸皮芯復合型的納米纖維與皮芯型的納米纖維應用到藥物的緩釋體系、載藥醫用敷料以及組織工程支架構建、縫合線等這些生物的醫學領域，帶來的效果良好，前景優越。同軸靜電紡可以得到核殼親疏水不同的皮芯結構，通過溶劑溶解核內高聚物，可得到中空納米纖維，但由于納米纖維本身就很細，溶劑洗比較困難。如何通過更簡單的方法得到中空納米纖維成了研究的熱點。同軸電紡還有個缺點就是由于，紡絲頭較粗，紡絲過程中針頭有液滴，使得紡的纖維絲較粗。并且高濃度的高聚物，可紡性很差，很難實現納米纖維租的制備。鑒于以上原因，這種新型軸為空氣的氣泡法同軸靜電紡的方法制備納米纖維氈顯得意義重大，目前的研究文獻以及專利，有利用不同親疏水高聚物來得到核殼結構納米纖維，并控制纖維直徑的文章，但是，存在制備過程復雜，實驗條件要求過高，工業化困難等不足等缺點。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種軸為空氣的氣泡法同軸靜電紡的方法，該方法簡單易行，易于工業化，所得納米纖維氈可用于藥物的控制釋放、組織工程支架、生物分離和蛋白質提純等領域。本發明的一種軸為空氣的氣泡法同軸靜電紡的方法，包括(I)將高聚物溶于溶劑中，攪拌l_4h，超聲脫氣，得到靜電紡絲溶液；所述的高聚物為分子量在8-30萬道爾頓的高聚物；
(2)將上述靜電紡絲溶液作為殼溶液，空的注射器為核，且核氣道密封；在20-35°C、濕度35-60%的封閉環境中進行靜電紡絲，紡絲具體條件電壓8_25kv，殼流速
0.5-1. 5mL/h，核流速2-12mL/h，針頭離鋁箔的接收距離是10_25cm。步驟(I)所述的高聚物為聚吡咯烷酮、聚乳酸、聚(乳酸-羥基乙酸)中的一種或幾種。步驟(I)中所述的溶劑為酒精、N-N 二甲基甲酰胺或N-N 二甲基乙酰胺等粘度較大的溶劑。步驟(I)中所述的靜電紡絲溶液中高聚物的濃度為5_30wt%。步驟(2)中所述的靜電紡絲中，針頭為固定比例的核殼比，殼外徑為l_2mm，內徑為 0. 5~1mmn步驟(2)中所述的靜電紡絲中助推泵為兩個，分別控制核殼流速。本發明利用同軸靜電紡絲技術，以氣體為軸，獲得了比同等紡絲條件下單軸納米纖維直徑更細的納米纖維氈。本發明的一種軸為空氣的氣泡法同軸靜電紡納米纖維氈的制備方法，首先高濃度高聚物溶解，超聲脫氣，再在一定的溫度和濕度的環境中靜電紡絲，過夜干燥后得到納米纖維氈。該材料可以應用于藥物控制釋放、組織工程支架蛋白質分離提純、基因傳輸等相關領域。有益效果(I)本發明方法簡潔，易于連續化、工業化，進一步降低了成本，所用聚合物類來源豐富，價格低廉，成本較低；(2)本發明所得的納米纖維氈直徑小，有一定的韌性和機械強度，比表面積大。(3)通過調節溶劑類型和配比，調節軸空氣流速，利用連續簡單的靜電紡絲技術，獲得不同直徑的均勻的納米纖維氈。
圖I為本發明的軸為空氣的氣泡法同軸靜電紡裝置圖；圖2為本發明在其他紡絲條件相同，空氣流速不同條件下的納米纖維氈電鏡圖，殼流速不變，空氣流速c>b>a ；圖3為本發明在其他紡絲條件相同，空氣流速不同條件下的納米纖維氈電鏡圖的直徑分布圖(圖3a、3b、3c分別與圖2a、2b、2c相對應)；圖4為同圖2樣紡絲條件(10wt%PVPK90，電壓10kv，單針頭流速lmL/h，接收距離15cm)下單軸紡絲的納米纖維氈(a)及其直徑分布圖(b)。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
實施例I將PVPK90白色固體粉末0. lg，溶解于ImL純酒精中，磁力攪拌4h，超聲脫氣5min。將空注射器抽空,密封好軸氣道。將前兩者分別放在不同的推進泵下，在溫度是25°C，濕度是45%的封閉環境中靜電紡絲,紡絲具體條件電壓10kv，殼流速lmL/h，核流速lmL/h，針頭離鋁箔的接收距離是15cm0實施例2將PVPK90白色固體粉末0. lg，溶解于ImL純酒精中，磁力攪拌4h，超聲脫氣5min。將空注射器抽空,密封好軸氣道。將前兩者分別放在不同的推進泵下，在溫度是25°C，濕度是45%的封閉環境中靜電紡絲,紡絲具體條件電壓10kv，殼流速lmL/h，核流速3mL/h，針頭離鋁箔的接收距離是15cm0實施例3將PVPK90白色固體粉末0. lg，溶解于ImL純酒精中，磁力攪拌4h，超聲脫氣5min。將空注射器抽空,密封好軸氣道。將前兩者分別放在不同的推進泵下，在溫度是25°C，濕度是45%的封閉環境中靜電紡絲,紡絲具體條件電壓10kv，殼流速lmL/h，核流速9mL/h，針頭離鋁箔的接收距離是15cm0實施例4將聚(乳酸-羥基乙酸)PLGA白色固體粉末0. 2g，溶解于ImL純酒精中，磁力攪拌4h,超聲脫氣5min。將空注射器抽空,密封好軸氣道。將前兩者分別放在不同的推進泵下，在溫度是25°C，濕度是45%的封閉環境中靜電紡絲，紡絲具體條件電壓12. 5kv，殼流速lmL/h，核流速lmL/h，針頭離鋁箔的接收距離是 15cm。
權利要求
1.一種軸為空氣的氣泡法同軸靜電紡的方法，包括 (1)將高聚物溶于溶劑中，攪拌l_4h，超聲脫氣，得到靜電紡絲溶液；所述的高聚物為分子量在8-30萬道爾頓的高聚物； (2)將上述靜電紡絲溶液作為殼溶液，空的注射器為核，且核氣道密封；在20-35°C、濕度35-60%的封閉環境中進行靜電紡絲，紡 絲具體條件電壓8-25kv，殼流速0. 5-1. 5mL/h,核流速2-12mL/h，針頭離鋁箔的接收距離是10-25cm。
2.根據權利要求I所述的一種軸為空氣的氣泡法同軸靜電紡的方法，其特征在于步驟(I)所述的高聚物為聚吡咯烷酮、聚乳酸、聚(乳酸-羥基乙酸)中的一種或幾種。
3.根據權利要求I所述的一種軸為空氣的氣泡法同軸靜電紡的方法，其特征在于步驟(I)中所述的溶劑為酒精、N-N 二甲基甲酰胺或N-N 二甲基乙酰胺。
4.根據權利要求I所述的一種軸為空氣的氣泡法同軸靜電紡的方法，其特征在于步驟(I)中所述的靜電紡絲溶液中高聚物的濃度為5-30wt%。
5.根據權利要求I所述的一種軸為空氣的氣泡法同軸靜電紡的方法，其特征在于步驟(2)中所述的靜電紡絲中，針頭的殼外徑為l_2mm，內徑為0. 5_lmm。
6.根據權利要求I所述的一種軸為空氣的氣泡法同軸靜電紡的方法，其特征在于步驟(2)中所述的靜電紡絲中助推泵為兩個，分別控制核殼流速。
全文摘要
本發明涉及一種軸為空氣的氣泡法同軸靜電紡的方法，包括(1)將高聚物溶于溶劑中，攪拌1-4h，超聲脫氣，得到靜電紡絲溶液；所述的高聚物為分子量在8-30萬道爾頓的高聚物；(2)將上述靜電紡絲溶液作為殼溶液，空的注射器為核，且核氣道密封；在35-20℃、濕度60-35%的封閉環境中進行靜電紡絲，紡絲具體條件電壓8-25kv，殼流速0.5-1.5mL/h，核流速2-12mL/h，針頭離鋁箔的接收距離是10-25cm。本發明的方法連續可行，操作簡便易行，易于工業化，所得納米纖維氈可載藥，調控藥物的釋放，也可用于植入緩釋體系或組織工程支架等領域。
文檔編號D01D5/00GK102776711SQ20121023807
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月10日 優先權日2012年7月10日
發明者婁少峰, 張婳, 朱利民, 權靜 申請人:東華大學