[发明专利]一种交联果胶纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子纤维领域，具体地涉及一种交联果胶纤维及其制备方法。

背景技术

果胶(pectin)是一类来源于植物的聚阴离子型天然杂多糖，基于其良好的胶凝性质，在食品工业广泛用作胶凝剂和增稠剂。由于果胶具有良好的生物相容性、吸水性、抑菌性，果胶也逐渐被应用到卫生和医疗产品中。此外，果胶本身具有多种内在的生物活性，包括抗炎、抗肿瘤、调节补体系统、支持骨细胞生长等，近年来吸引了人们的广泛关注，被制备成纳米/微米颗粒、水凝胶、多孔三维支架等，用于癌症治疗、结肠药物输送、骨组织工程、糖尿病治疗等生物医学领域(Munarin,F.et al.Int.J.Biol.Macromol.2012,51,681–689)。果胶纳米纤维在结构上和组成上类似天然细胞外基质(Liu,W.et al.Adv.HealthcareMater.2012,1,10–25)，再结合果胶独特而丰富的生物活性，在生物医学领域应用前景广阔。

目前制备高分子纳米纤维的技术中，静电纺丝是公认的简单、直接、成本低廉的方法。然而，由于果胶的聚电解质性质，纯果胶水溶液在电场作用下不能形成稳定的射流，不能直接电纺得到果胶纳米纤维(Stijnman,A.C.et al.Food hydrocolloids 2011,25,1393–1398)。通过向果胶水溶液中加入容易纺丝的合成高分子聚氧化乙烯(PEO)，通过PEO辅助果胶一起纺丝，得到果胶与PEO的混合纳米纤维(Rockwell,P.L.et al.Carbohyd.Polym.2014,107,110–118)。然而，这些果胶纳米纤维存在两大缺陷：

(1)纳米纤维中含有质量分数高达50％的合成高分子PEO。这些合成高分子在很多生物医用场景是不被需要的，而且一旦置于生理的水相条件就会溶出，导致材料失去纳米纤维结构，机械性能降低，还可能引起体内毒性(Duan,B.et al.Eur.Polym.J.2006,42,2013–2022)。

(2)遇水即溶。果胶具有优异的水溶性，未经交联固定的果胶纳米纤维一旦面临水相环境，立即溶胀或溶解，导致材料失去纳米纤维结构，在许多条件下无法应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的果胶纳米纤维由于未交联遇水即溶的问题，而提供一种交联果胶纤维及其制备方法。

本发明提供一种交联果胶纤维的制备方法，该方法包括：

步骤一：将果胶水溶液和聚氧化乙烯水溶液混合，然后加入表面活性剂和共溶剂，得到混合溶液，将混合溶液进行纺丝，得到电纺纳米纤维；

步骤二：将步骤一得到的电纺纳米纤维进行交联，得到交联纳米纤维；

步骤三：将步骤二得到的交联纳米纤维进行洗涤，得到交联果胶纤维。

优选的是，所述的果胶水溶液中果胶的来源为柑橘、柠檬、苹果、向日葵、甜菜或人参。

优选的是，所述的果胶水溶液和聚氧化乙烯水溶液中果胶和聚氧化乙烯的质量比为70：30～96：4。

优选的是，所述的表面活性剂为曲拉通100、吐温80、吐温20或泊洛沙姆127。

优选的是，所述的共溶剂为二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、丙三醇或丙二醇。

优选的是，所述的纺丝是在5～30kV的高压电场下进行纺丝。

优选的是，所述的交联为物理交联或先物理交联再化学交联。

优选的是，所述的物理交联的方法，包括：

(1)向电纺纳米纤维中加入乙醇进行浸泡；

(2)去除乙醇，加入乙醇与氯化钙或氯化锌的混合溶液进行预交联；

(3)去除乙醇与氯化钙或氯化锌的混合溶液，加入氯化钙或氯化锌水溶液进行交联，得到物理交联纳米纤维。

优选的是，所述的先物理交联再化学交联的方法，包括：

(1)向电纺纳米纤维中加入乙醇进行浸泡；

(2)去除乙醇，加入乙醇与氯化钙或氯化锌的混合溶液进行预交联；

(3)去除乙醇与氯化钙或氯化锌的混合溶液，加入氯化钙或氯化锌水溶液进行交联，得到物理交联纳米纤维。

(4)去除氯化钙或氯化锌水溶液，向物理交联纳米纤维中加入戊二醛水溶液或者己二酸二酰肼水溶液，进行化学交联，得到先物理交联再化学交联纳米纤维。

本发明还提供上述制备方法得到的交联果胶纤维。

本发明的有益效果