一種生物醫(yī)用儲能調(diào)溫纖維膜及其制備方法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本發(fā)明屬于生物高分子無紡布材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種生物醫(yī)用儲能調(diào)溫纖維膜及其制備方法，該纖維膜由再生絲素蛋白和聚乙二醇組成，可生物降解并與生物相容，能夠作為負(fù)載藥物的纖維膜使用。【
背景技術(shù)：
】[0002]再生絲素蛋白(RegeneratedSilkFibroin，RSF)是一種由蠶苗得到的天然蛋白質(zhì)，具有良好的生物相容性和降解性、良好的透氣和透濕性、低免疫原性等優(yōu)異性能，使得其近年來被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。而且，由靜電紡絲技術(shù)得到的再生絲素蛋白納米纖維，具有尺度小、比表面積大和物理性能優(yōu)異等特性，更加拓展了其在生物組織工程支架、傷口創(chuàng)面修復(fù)等領(lǐng)域的應(yīng)用前景。由于天然蛋白納米纖維膜具有孔徑小、比表面積高等特性，不僅可以有效阻止細(xì)菌侵入，還能促進(jìn)止血反應(yīng)；其多孔結(jié)構(gòu)及良好的透氣透氧性能有利于細(xì)胞的呼吸且不引起傷口干燥，誘導(dǎo)皮膚細(xì)胞更好的修復(fù)，從而有助于創(chuàng)面愈合與皮膚再生。此外，再生絲素蛋白納米纖維還是負(fù)載藥物的理想材料，可實現(xiàn)對藥物的控制釋放，更可以模擬天然細(xì)胞外基質(zhì)，利于細(xì)胞的生長和增殖，促進(jìn)組織再生。[0003]儲能調(diào)溫纖維是將相變儲能材料與纖維復(fù)合，得到能自動調(diào)節(jié)溫度的智能纖維。其所含相變材料利用相變過程中產(chǎn)生的熱量吸收和釋放，來應(yīng)對環(huán)境溫度的變化，從而達(dá)到纖維對局部微環(huán)境溫度的平衡和調(diào)節(jié)的目的。因此，儲能調(diào)溫纖維作為一種新型材料，不僅在服裝織品、建筑以及航空航天等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，也逐漸在醫(yī)用紡織品領(lǐng)域，甚至創(chuàng)面修復(fù)領(lǐng)域占據(jù)了一席之地。[0004]目前儲能調(diào)溫纖維的制備方法主要有共混紡絲法(如中國專利200710014607.5、201110310334.5,201210227516.0)、微膠囊復(fù)合紡絲法(如中國專利200610157441.8、200610069976.X,201110213102.8)以及化學(xué)接枝法(如中國專利201110310334.5)等方法，通過以上技術(shù)制備的儲能調(diào)溫纖維，已廣泛用于醫(yī)療衛(wèi)生品、家居用品、保護(hù)性裝置等方面，大大提高了紡織品的溫度防護(hù)性和舒適度。[0005]聚乙二醇是一種常用的相變儲能材料，不易燃燒、無毒、無污染，相變焓值高，無過冷現(xiàn)象及相分離等問題，比起無機(jī)水合鹽及石蠟等，是較為理想的相變儲能材料。目前，聚乙二醇用作相變儲能材料的方式一般有三種:一是利用珍珠巖、硅藻土、膨脹石墨等有孔物質(zhì)進(jìn)行物理吸附，形成復(fù)合相變材料(KaramanS，KaraipekliA,SariA,etal.Polyethyleneglycol(PEG)/diatomitecompositeasanovelform-stablephasechangematerialforthermalenergystorage[J].SolarEnergyMaterialsandSolarCells.2011,95(7):1647-1653.);二是利用化學(xué)接枝，使聚乙二醇分子鏈端的羥基與作為基體材料的高分子鏈上的官能團(tuán)反應(yīng)，形成新的固-固相變材料(JiangY,DingE,LiG.Studyonthetransit1ncharacteristicsofPEG-CADsolid-solidphasechangematerials[J],Polymer.2002,43:117-122.)。三是采用微膠囊包覆工藝，利用無機(jī)或有機(jī)殼材，將聚乙二醇包覆成微膠囊(中國公開專利201310192189)。[0006]聚乙二醇作為相變儲能材料在儲能調(diào)溫纖維領(lǐng)域的應(yīng)用也已經(jīng)得到關(guān)注。張梅等人通過將聚乙二醇和聚乙烯醇共混，得到了儲能調(diào)溫靜電紡納米纖維膜，但纖維的成纖性較差，且所得纖維不均勻(相變材料及蓄熱調(diào)溫功能纖維的研宄，張梅，軍需研宄，2002，3:40-44)。姜猛進(jìn)等采用濕法紡絲法，將聚乙二醇與聚乙烯醇直接共混紡絲，得到了聚乙二醇/聚乙烯醇相變儲能復(fù)合纖維，但是由于無法避免使用中的相分離，纖維體系中的相變材料極易流失，致使纖維的儲能性隨之下降。他們接著對得到的纖維進(jìn)行了原位交聯(lián)，將聚乙二醇和聚乙烯醇固定在了一起，避免了儲能組分的流失(中國專利201210569858)。侯敏等人利用聚乙二醇分子鏈中端基的反應(yīng)活性，采用化學(xué)接枝法得到了相變儲能纖維，但纖維的接枝率較低，且成纖性受相變材料含量的影響，不利于纖維的紡絲成形。張鴻等人采用接枝反應(yīng)，直接將聚乙二醇接枝到了聚丙烯長鏈上，通過熔融紡絲，得到了聚丙烯/聚乙二醇復(fù)合纖維(中國專利201110310334)。[0007]以上所述聚乙二醇儲能調(diào)溫纖維的制備方法中，依然存在著相變材料易于流失，纖維的成纖性差，以及纖維的儲能性不佳、加工工藝繁瑣等缺點，因此，探討在不破壞纖維成纖性和儲能性的前提下，獲得高性能聚乙二醇儲能調(diào)溫纖維膜仍是研宄者關(guān)注的課題?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0008]為避免現(xiàn)有技術(shù)存在的上述諸多缺陷，本發(fā)明提供一種生物醫(yī)用儲能調(diào)溫纖維膜、制備方法及應(yīng)用，該儲能調(diào)溫纖維膜由再生絲素蛋白和聚乙二醇組成，可生物降解并與生物相容，能夠理想地作為負(fù)載藥物的纖維膜使用。[0009]本發(fā)明提供的生物醫(yī)用儲能調(diào)溫纖維膜，由質(zhì)量百分比為50%_80%的再生絲素蛋白和質(zhì)量百分比為20%-50%的聚乙二醇組成，聚乙二醇與再生絲素蛋白通過氫鍵作用結(jié)合，所述纖維膜為光滑的納米纖維膜。[0010]該纖維膜中，所用聚乙二醇的重均分子量為600-10000O所用再生絲素蛋白的重均分子量為80000-110000。[0011]所述儲能調(diào)溫纖維膜中的纖維直徑為100-2000nm，儲熱焓值為20-80J/g。[0012]上述生物醫(yī)用儲能調(diào)溫纖維膜的制備方法，包括如下步驟:將聚乙二醇溶解于濃度為10wt%-20wt%的再生絲素蛋白水溶液中，攪拌得到均一透明的混合液，該混合液中聚乙二醇和再生絲素蛋白質(zhì)量比為20-50:50-80;將上述混合液濃縮成濃度為25wt%-38wt%的紡絲液，然后注入靜電紡絲裝置中進(jìn)行靜電紡絲，得到再生絲素蛋白/聚乙二醇納米纖維膜。[0013]其中，所用聚乙二醇的重均分子量為600-10000。所用再生絲素蛋白的重均分子量為80000-110000。[0014]所述纖維膜中的纖維直徑為100-2000nm，儲熱焓值為20-80J/g。所述纖維膜的相變溫度通過復(fù)配不同分子量的聚乙二醇進(jìn)行控制。[0015]所述再生絲素蛋白水溶液可以采用如下方法獲得:于35_45°C溫度下，將絲素蛋白在9Mol/L的LiBr水溶液中溶解2h，將所得再生絲素蛋白水溶液在去離子水中透析48-72小時后，濃縮至濃度為10wt%_20wt%。[0016]優(yōu)選實施中，所述紡絲液的濃度為30wt%_35.5wt%。[0017]本發(fā)明生物醫(yī)用儲能調(diào)溫纖維膜的應(yīng)用，所述纖維膜作為負(fù)載藥物的纖維膜使用，所述負(fù)載藥物中包含促進(jìn)創(chuàng)面愈合的組分以及促進(jìn)組織再生的組分。如，透明質(zhì)酸皮膚修復(fù)組分、殼聚糖殺菌組分或消炎殺菌藥物等。[0018]本發(fā)明生物醫(yī)用儲能調(diào)溫纖維膜由再生絲素蛋白和聚乙二醇組成，再生絲素蛋白為基體材料，聚乙二醇為相變儲能材料，聚乙二醇與再生絲素蛋白通過氫鍵作用結(jié)合，可生物降解并與生物相容，能夠理想地作為載藥纖維膜使用。加入透明質(zhì)酸等皮膚修復(fù)組分、殼聚糖等殺菌組分或其他消炎殺菌藥物后，可應(yīng)用于創(chuàng)面愈合以及組織再生等領(lǐng)域。[0019]其中再生絲素蛋白具有良好的生物相容性和降解性，良好的透氣和當(dāng)前第1頁1 2