[发明专利]一种可降解中空纤维膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纤维膜及其制备领域，特别涉及一种可降解中空纤维膜及其制备方法。

背景技术

从二十世纪初开始，随着可靠的聚合方法的发现，以及高分子理论，物理和工程技术的巨大进展，导致并推动了一场材料革命，这场革命对人类历史的发展产生了深刻的影响。塑料、纤维和橡胶等高分子材料的使用给人们的生活带来了极大的便利。但与此同时，这些材料在使用后废弃所造成的环境污染也是非常严重的，这引起了世界各国的普遍重视。

为了减轻废弃高分子材料对环境的污染，现今对可降解材料的开发力度正逐步加强。世界各国，越来越多的研究机构和公司都投入了很大的力量来发展和生产可降解的高分子材料。

聚碳酸丁二醇酯(PBC)是一种于20世纪末合成的新型聚酯材料，但当时并未引起足够的重视。直到日益强调环境保护意识的今天，国内已有公司开始生产这种材料。PBC材料具有熔体强度高、加工成型性好、材料强度好、降解周期适中等优点。

但将PBC溶于其良溶剂(如甲酸、氯仿、二氯甲烷、六氟异丙醇等)中，由于该高分子材料本身结晶时间长，且与溶剂分子间作用较强，故而采用干-湿法纺丝或湿法纺丝方法加工时溶液中溶剂分子不易扩散，导致该材料在其凝固浴中不易固化成型，从而使其干-湿法或湿法纺丝加工存在困难。

聚碳酸丁二醇酯目前主要作为塑料使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可降解中空纤维膜及其制备方法，该中空纤维膜力学强度好、表面光滑度佳、内部孔隙率可控、孔径可调，可以在组织工程中作为人造血管修复材料、导管支架材料使用，制备方法操作简单，成本低，对设备的要求不高，可规模化生产。

本发明的一种可降解中空纤维膜，该纤维膜由聚碳酸丁二醇酯(PBC)组成，其中聚碳酸丁二醇酯的分子量为1万～25万；所述的可降解中空纤维膜的外径为0.1～50mm，内径为0.1～50mm，微孔孔径为0.01um～1mm，孔隙率为5％～95％，长度为0.01～10m。

本发明的一种可降解中空纤维膜的制备方法，包括：

(1)将聚碳酸丁二醇酯PBC与致孔剂加入到高温挥发溶剂中，加热搅拌，待完全溶解后，经过滤、脱泡得到纺丝原料液；其中PBC质量分数为10～60％，致孔剂质量分数为0.05～30％；

(2)将上述纺丝原料液加热至25～60℃，然后用纺制中空纤维的专用喷丝头挤出，采用干-湿法或湿法纺丝工艺固化成型，即得可降解中空纤维膜。

步骤(1)中所述的高温挥发溶剂为N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)、乙酸、四氢呋喃(THF)、二甲亚砜(DMSO)、乙酸乙酯、丙酮中的一种或几种。

步骤(1)中所述的致孔剂为水溶性致孔剂，为聚合物致孔剂或无机颗粒致孔剂；聚合物致孔剂为淀粉、海藻酸钠、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟甲基壳聚糖、明胶、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚氧化乙烯、聚乙烯亚胺或聚乙烯基吡咯烷酮；无机颗粒致孔剂为钠盐、钾盐、铁盐或镍盐，其粒径小于5μm。其中以氯化钠、硝酸钠、氯化钾、硝酸钾等碱金属盐为佳。

步骤(2)中所述的干-湿法纺丝，其工艺参数为：空气层高度0.5～20cm，凝固浴温度0～40℃；其拉伸为1～3级，温水浴作为拉伸介质，温水浴温度为10～40℃，拉伸倍数为1～10倍；然后在温水中除去溶剂和致孔剂，在惰性气体保护下烘干，经灭菌处理，即得PBC中空纤维膜。

步骤(2)中所述的湿法纺丝，其工艺参数为：凝固浴温度0～40℃；其拉伸为1～3级，温水浴作为拉伸介质，温水浴温度为10～40℃，拉伸倍数为1～10倍；然后在温水中除去溶剂和致孔剂，在惰性气体保护下烘干，经灭菌处理，即得PBC中空纤维膜。

步骤(2)中所述的加热是在具有加热保温功能的料筒种加热，所述的具有加热保温功能的料筒采用外设线圈加热或内置芯管加热。

步骤(2)中所述的纺制中空纤维的专用喷丝头的成芯方式为液压成芯、气压成芯或固体模具成芯。

所述喷丝头及料筒如附图1、2、3、4所示。

本发明的一种可降解中空纤维膜在组织工程中作为人造血管修复材料或导管支架材料的应用。

本发明的制备方法中，通过添加致孔剂来制备膜孔隙率与孔径；本发明制备的中空纤维膜具有力学强度好、表面光滑度佳、内部孔隙率可控、孔径可调的优点，可以在组织工程中作为人造血管修复材料、导管支架材料使用，也可用于除组织工程以外的生物医用领域的其他方面及医学外的其他领域。