[发明专利]纺丝增强的聚对二甲苯复合薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物医学工程技术领域的表面包覆薄膜及其制备方法，具体地，涉及一种纺丝增强的聚对二甲苯复合薄膜及其制备方法。

背景技术

随着微加工技术的不断发展，越来越多的植入式和介入式医疗器械和医疗电子器件被研发并在临床治疗中得到广泛的应用，如：血管支架、微创医疗导丝和心脏起搏器。这类医疗器械和电子器件在通过手术与人体组织直接接触并发挥功能过程中面临着同样的问题，即直接与组织相互作用时的生物相容性问题，也就是尽可能少的引起生物组织的排异反应，减少对生物组织的伤害。这样便需要具有良好生物相容性的薄膜材料对医疗器械和电子器件外表面进行包覆，以减小生物组织对其产生的排异反应。

聚对二甲苯(Parylene)是美国FDA认证的可植入生物相容材料，被广泛应用于表面包覆材料和制造柔性薄膜电子器件，其本身拥有很好的透光性和结构覆盖性。但是聚对二甲苯薄膜同时具有与金属的结合力较差、力学拉伸性能较差和热稳定性与紫外环境稳定性较差的缺点。纺丝增强的聚对二甲苯复合薄膜是利用静电纺丝材料对化学气相沉积的聚对二甲苯掺杂而形成的复合薄膜，能够改善和提高上述的纯聚对二甲苯薄膜的不足之处。

经对现有技术文献的检索发现，Jui-Mei Hsu等在IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL ENGINEERING.56(2009)23撰文“Encapsulation of an Integrated Neural Interface Device With Parylene C”(“利用聚对二甲苯(Parylene C)对集成神经接口器件的封装”《美国电子电气工程师协会生物医学工程学报》)。该文献中提及了一种利用纯聚对二甲苯薄膜封装植入式生物医疗器件的技术。该技术通过化学气相沉积和等离子体刻蚀的方法选择性包覆神经电极阵列表面起到绝缘作用，仅露出电极点尖端。其缺点在于随着重复使用电极或长期植入到生物组织当中的时间增加，作为包覆和绝缘材料的纯聚对二甲苯薄膜会逐渐与基底剥离甚至脱落，从而影响器件的性能，甚至可能对生物组织产生伤害。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种纺丝增强的聚对二甲苯复合薄膜及其制备方法，该薄膜的制备工艺简单，采用静电纺丝和化学气相沉积的工艺制备，易于通过变换纺丝材料的材质和参数改变薄膜的性能满足不同需求。同时制备该薄膜的成本较低，有利于大量重复制备生产。

为实现以上目的，本发明提供一种纺丝增强的聚对二甲苯复合薄膜的制备方法，所述方法步骤包括：

第一步、将生物相容性材料溶解于有机溶剂中，形成纺丝溶液；

第二步、通过静电纺丝方式在基底上形成纺丝结构；

第三步、在覆盖有纺丝结构的基底上沉积聚对二甲苯(Parylene)薄膜；

第四步、将沉积薄膜从基底上剥离释放，形成纺丝增强的聚对二甲苯复合薄膜。

优选地，第一步中，所述的生物相容性材料为聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚己内酯(PCL)、聚乙二醇(PEG)和聚乳酸-乙醇酸(PLGA)及其共聚物，以及功能纳米材料和生物分子掺杂的上述聚合物中任一种。所选的不同种生物相容性材料拥有不同的力学拉伸性能和与基底粘接性能，作为纺丝结构制备的复合薄膜因而拥有不同的力学拉伸性能和基底结合力；所选的不同种生物相容性材料通过拥有良好热稳定性或紫外吸收性能的纳米材料和生物分子掺杂，形成纺丝结构制备的复合薄膜因而具有良好的热学和紫外稳定性。

优选地，第一步中，所述的有机溶剂为三氯甲烷(氯仿)、二甲基甲酰胺(DMF)或两者的混合物，所选有机溶剂能够较为快速地溶解上述生物相容性纺丝材料和功能纳米材料和生物分子，便于后步溶解和静电纺丝步骤实施，且较为容易获得。

优选地，第一步中，所述的溶解为使用加热和搅拌的方式使溶质均匀分散在溶剂当中，所选溶解方法能够较为快速地使各种溶质分散均匀，便于后步静电纺丝步骤实施。

优选地，第二步中，所述的静电纺丝为由注射泵匀速推出的纺丝溶液通过高电压静电场以微米或纳米纤维形态沉积到基底上，所选静电纺丝方法有利于制备出结构和尺寸均匀的纺丝结构，能够通过增大注射泵中纺丝流速增加单根纺丝直径，能够通过增大电场极板距离减小单根纺丝直径，能够通过增大电场强度增加单根纺丝直径；纺丝结构的力学拉伸性能随着单根纺丝直径的增加而增加，因而制备的复合薄膜的力学拉伸性能随之增加。

优选地，第二步中，所述的基底为玻璃片、硅片、聚合物薄膜、金属及合金薄片中任一种，所选基底材料有利于形成结构和尺寸均匀的纺丝结构。