[发明专利]聚ε-己内酯和聚三亚甲基碳酸酯复合纳米纤维及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明属生物可降解高分子复合纳米纤维及其制备和应用领域，特别是涉及一种聚ε-己内酯和聚三亚甲基碳酸酯复合纳米纤维及其制备和应用。

背景技术

生物可降解高分子由于其良好的生物相容性和生物可吸收性，在生物医药领域已得到了广泛应用。而近年来发展起的静电纺丝技术，则能将生物可降解高分子制备成尺寸介于数十纳米至数微米的具有超高特异性比表面积和孔隙率的超细纤维材料，使其表现出更好的生物相容性、可降解性、机械耐受性以及诱导再生性。目前多种可降解高分子材料的电纺纤维用于研究，如聚乳酸、聚ε-己内酯、壳聚糖、醋酸纤维素等，以获得理想的创伤敷料、药物传递和组织工程修复材料等。但是很多情况下，单一材料本身性能的局限性往往限制了它们的应用。针对这一问题，复合材料的静电纺丝则能很大程度改善某单一材料的不足，从而拓宽生物材料的应用范围。到目前为止尚未见有关聚ε-己内酯和聚三亚甲基碳酸酯的复合纳米纤维材料静电纺丝方法的相关报道。

聚ε-己内酯(PCL)是一种具有良好生物相容性的半结晶性聚合物，较高的结晶度和非极性亚甲基的存在，使得PCL亲水性较差且生物降解缓慢，但是它对小分子药物具有很好的通透性。这些性质使得PCL十分适用于长效、植入性的药物载体。聚三亚甲基碳酸酯(PTMC)是一种无毒、生物相容性好的无序或具有少许结晶的生物材料，是近年来研究最为广泛的一类脂肪族碳酸酯。其在体外的水解速率比PCL低20倍，但在体内的降解速率却比PCL高的多。由于PTMC独特的可降解性和非常柔顺的机械性质，常被引入到其它聚合物的主链中以调节聚合物的机械性能和生物可降解性。

因此，本发明将PCL与PTMC复配，使二者性能互补，对生物可降解高分子复合纳米纤维进行了进一步的研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种聚ε-己内酯和聚三亚甲基碳酸酯复合纳米纤维及其制备和应用，该纤维具有良好的生物相容性和生物可降解性，其直径介于150-400nm之间；且制备方法具有操作简单，对设备要求低，经济效益好等优点。

本发明的一种聚ε-己内酯和聚三亚甲基碳酸酯复合纳米纤维，其组分包括聚ε-己内酯PCL和聚三亚甲基碳酸酯PTMC，其质量比可为99∶1～1∶99；

所述的聚ε-己内酯和聚三亚甲基碳酸酯复合纳米纤维其直径为150-400nm；

本发明的一种聚ε-己内酯和聚三亚甲基碳酸酯复合纳米纤维的制备方法：包括：

(1)混合溶剂的制备

将二氯甲烷与N，N-二甲基甲酰胺混合，使得N，N-二甲基甲酰胺的体积百分比为0-60％(v/v)，超声均匀混合，备用；

(2)PCL和PTMC混合溶液的制备

将聚ε-己内酯与聚三亚甲基碳酸酯按质量比为9∶1、7∶3或5∶5混合，并将二者溶解于上述混合溶剂中，超声脱气均匀混合，得到PCL和PTMC的混合溶液；其中PCL和PTMC的固体混合物与混合溶剂的质量体积比为2～3g∶25ml；

(3)纤维的静电纺制备

将上述PCL和PTMC的混合溶液进行静电纺丝，控制环境温度10-35℃，溶液的供料速率为0.8mL/h，电压为14kV，屏针距18cm，即得。

所述步骤(1)中的二氯甲烷与N，N-二甲基甲酰胺的优选体积比为3∶1。

本发明的聚ε-己内酯和聚三亚甲基碳酸酯复合纳米纤维可应用于药物缓控释体系、伤口包敷材料和组织工程仿生支架材料等领域的制备。

有益效果

(1)本发明制备的聚ε-己内酯和聚三亚甲基碳酸酯复合纳米纤维具有良好的生物相容性和生物可降解性，该纤维其直径介于150-400nm之间；

(2)该制备方法具有操作简单，对设备要求低，经济效益好等优点。

附图说明

图1为聚ε-己内酯和聚三亚甲基碳酸酯复合纳米纤维的扫描电镜照片；

其中，a.PCL/PTMC 9∶1(w/w)；b.PCL/PTMC 7∶3(w/w)；c.PCL/PTMC 5∶5(w/w)；

图2为聚ε-己内酯和聚三亚甲基碳酸酯复合纳米纤维的直径分布图；

其中，a.PCL/PTMC 9∶1(w/w)；b.PCL/PTMC 7∶3(w/w)；c.PCL/PTMC 5∶5(w/w)；

图3为PCL、PTMC和二者复合纳米纤维材料的IR图谱；

其中，a.PCL；b.PTMC；c.PCL/PTMC 9∶1(w/w)；d.PCL/PTMC 7∶3(w/w)；e.PCL/PTMC5∶5(w/w)；