[发明专利]一种各向异性纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物材料技术领域，特别是涉及一种各向异性纤维及其制备方法。

背景技术

纤维是指由连续或不连续的细丝组成的物质。自然界中就存在天然的纤维，从植物、动物和矿物岩石中就可以直接获取，如亚麻、黄麻、羊毛、兔毛、矿物纤维等，在日常生活中处处可见。相对于天然纤维，化学纤维是一种经过化学处理加工而成的纤维，以其原料之广、种类之多，在纺织业、军事、环保、医药、建筑、生物科技等高科技领域都有广泛应用。随着科学技术的发展，人们对纤维的结构和功能的需要越来越大，不再局限于单一组分、单一材料、单一功能的纤维，复合纤维的制备显得尤为重要。而传统的制备方法，如熔融纺丝、湿法纺丝、静电纺丝等，由于其工艺和原理的限制，在具有复杂结构和功能的纤维制备上遇到了困难。尤其是在生物技术领域，纤维作为细胞培养的三维载体，在保证不破坏细胞活性的前提下同步完成细胞的包裹和纤维的制备，传统的制备方法是很难实现的。

微流控是指一种精确操控微尺度（尤其指亚微米尺度）流体的技术，具有装置体积小、液体流动可控、消耗样品和试剂量更少、易于操控、不易造成交叉污染等优点。利用微流控技术的微通道装置，能够可控地制备各种形状、结构的功能性载体、还可以实现不同性质的化学、生物样品的封装，已经在基因组学、蛋白质组学、组合化学、药物筛选和缓释、细胞培养以及临床诊断领域得到广泛的应用。

发明内容

本发明目的在于提供一种各向异性纤维以及利用微流控技术制备多组分纤维的方法，备具有多组分结构的各向异性纤。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种各向异性纤维，所述纤维的横截面方向具有多组分结构，所述纤维的直径为10微米至1×10⁶微米，长度为1毫米以上，所述纤维的横截面为长方形、正方形或者圆形。

在本发明一个较佳实施例中，所述多组分结构的形状和体积相同或相异。

在本发明一个较佳实施例中，所述纤维由海藻酸盐基聚合物、琼脂糖、壳聚糖、丙烯酰胺类聚合物、聚乙二醇、丙烯酸酯类聚合物、聚乳酸、乙烯吡咯烷酮聚合物、聚乙烯醇类聚合物中的一种或多种材料组成。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种制备所述的各向异性纤维的方法，所述纤维是通过微流控的方法制备的，包括以下步骤：

首先，微流控芯片的搭建步骤：

采用微加工技术建立微流体通道网络，或者选择玻璃毛细管、玻璃片和针头建立微流体协流式通道网络，该通道网络包含两种通道，分别为前聚体通道和连续流动相通道；

其次，纤维的制备步骤：

将前聚体溶液和连续流动相溶液分别装入注射器，连接各自的入口，用数控注射泵控制各相溶液流速，待前聚体溶液在通道中呈现稳定的协流纤维状，固化方法为物理化学法。

在本发明一个较佳实施例中，所述通道的横截面为长方形、正方形或者圆形，通道的长度为20微米到10×10⁶微米，所述前聚体通道为一个或多个，多个通道彼此独立且并行排列。

在本发明一个较佳实施例中，所述前聚体溶液选自海藻酸钠、琼脂糖、壳聚糖、丙烯酸、丙烯酰胺、异丙基丙烯酰胺、聚乙二醇二丙烯酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸羟乙酯、硅氧烷甲基丙烯酸酯、氟硅甲基丙烯酸酯、N-乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、或甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种。

在本发明一个较佳实施例中，所述前聚体溶液为油溶性，所述连续流动相溶液选自甲基硅油、正十六烷、石蜡油和大豆油中的一种或多种。

在本发明一个较佳实施例中，所述前聚体溶液为水溶性，所述连续流动相溶液选自水、乙醇、聚乙烯醇、聚乙二醇、甘油、钙离子盐溶液、镁离子盐溶液和钡离子盐溶液中的一种或多种。

在本发明一个较佳实施例中，所述固化方法选用热固化法、紫外固化法和离子置换法中的一种或多种。

本发明的有益效果是：本发明制备过程简单，形貌尺寸可控，可重复性好。

附图说明

图1是本发明利用微加工技术建立的微流体通道网络示意图；

图2是本发明利用玻璃毛细管、玻璃片和针头建立的微流体协流式通道网络示意图；

附图中各部件的标记如下：1、连续流动相通道；2、前聚体通道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。