含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯納米纖維膜及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯納米纖維膜及其制備方法和應(yīng)用；該納米纖維膜具有良好的生物相容性、生物降解性、優(yōu)異的力學(xué)和加工性能，同時(shí)還具有強(qiáng)效、廣譜和長效的抗菌性能；通過以可PBS為基材，以聚乙烯吡咯烷酮PVP為穩(wěn)定劑和還原劑，在乙醇溶液中將硝酸銀還原為納米銀顆粒，通過靜電紡絲將納米銀顆粒負(fù)載于PBS的納米纖維中，得到含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯納米纖維膜其可用于創(chuàng)傷敷料、抗菌濾膜、醫(yī)療器件。
【專利說明】含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯納米纖維膜及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于納米纖維領(lǐng)域，特別地涉及含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯納米纖維膜及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]通過電紡技術(shù)制備負(fù)載納米銀顆粒的聚合物納米纖維膜成為近來研究者廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)問題。這種納米復(fù)合材料結(jié)合了納米銀顆粒的獨(dú)特性能和聚合物納米纖維的優(yōu)異性能。電紡的聚合物納米纖維膜具有比表面積大、孔隙率高等特殊的性能，在組織工程支架、皮膚修復(fù)和創(chuàng)傷敷料等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]直徑在I一IOOnm之間的納米銀具有比常規(guī)銀更穩(wěn)定的理化性質(zhì)、更高的表面活性和更低的體內(nèi)毒性。在抗菌應(yīng)用方面，由于小尺寸效量子效應(yīng)和極大的比表面積，納米銀具有比傳統(tǒng)無機(jī)抗菌劑更強(qiáng)的抗菌效果，而且銀元素不會(huì)使細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性，將銀納米顆粒引入到聚合物納米纖維中，可以賦予纖維有效的抗感染性能，從而進(jìn)一步擴(kuò)大其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。
[0004]聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一種新型的可生物降解的脂肪族聚酯，具有良好的可降解性能、生物相容性、力學(xué)性能、可加工性能等優(yōu)勢，而且相比于PLGA、PGA、PLA等，PBS的生產(chǎn)成本較低。相關(guān)研究表明PBS可以作為一種潛在的生物材料應(yīng)用于組織工程、藥物釋放等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。Suttiphong通過靜電紡絲技術(shù)制備了 PBS納米纖維無紡布并研究了其作為組織工程材料的潛能。由于PBS納米纖維無紡布具有特有的性質(zhì)-高孔隙率、微孔結(jié)構(gòu)和大的比表面積，相比于普通薄膜，納米纖維無紡布對(duì)成骨細(xì)胞(SaOs-2)在材料上的粘附、生長和活性具有明顯的促進(jìn)作用。但迄今為止，通過靜電紡絲制備含納米銀的PBS復(fù)合材料還未見報(bào)道。
[0005]通常在制備納米銀顆粒的電紡纖維膜時(shí)，可以采用在電紡過程中原位生成納米銀顆粒，但是這需要選擇聚合物和銀離子的共溶劑，該共溶劑需要具有良好的相容性，并且聚合物需具備特定的化學(xué)基團(tuán)以便能與銀原子產(chǎn)生強(qiáng)的相互作用，這就使得制備納米銀顆粒的電紡纖維膜受共溶劑的選擇以及聚合物化學(xué)結(jié)構(gòu)的限制，適用性較弱。
[0006]因此，需要提供一種制備納米銀顆粒的電紡纖維膜的方法，其可以不受共溶劑以及聚合物化學(xué)結(jié)構(gòu)的限制，適用性強(qiáng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是提供含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯納米纖維膜；該納米纖維膜具有良好的生物相容性、生物降解性、優(yōu)異的力學(xué)和加工性能，同時(shí)還具有強(qiáng)效、廣譜和長效的抗菌性能。
[0008]本發(fā)明要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯納米纖維膜的制備方法；通過以可PBS為基材，以聚乙烯吡咯烷酮PVP為穩(wěn)定劑和還原劑，在乙醇溶液中將硝酸銀還原為納米銀顆粒，通過靜電紡絲將納米銀顆粒負(fù)載于PBS的納米纖維中，得到含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯納米纖維膜。
[0009]本發(fā)明要解決的第三個(gè)技術(shù)問題是提供含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯納米纖維膜的應(yīng)用，其可用于創(chuàng)傷敷料、抗菌濾膜、醫(yī)療器件。
[0010]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯納米纖維膜，它由納米銀和聚丁二酸丁二醇酯纖維組成，納米銀顆粒均勻分布在聚丁二酸丁二醇酯纖維上，其中，纖維直徑為5(T500nm，納米銀顆粒直徑為2~15nm。
[0011]所述聚丁二酸丁二醇酯的熔點(diǎn)110-120°C，分子量5~20萬。
[0012]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯納米纖維膜的制備方法，包括以下步驟:
[0013]I)納米銀的制備:
[0014]將硝酸銀的乙醇溶液與聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液混合，攪拌至溶液顏色由無色透明變成深紅色，并不再變化，得到含納米銀顆粒的乙醇溶液；
[0015]2)含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯纖維膜的電紡:
[0016]將聚丁二酸丁二醇酯溶解，將步驟I)得到的含納米銀顆粒的乙醇溶液加入到聚丁二酸丁二醇酯溶液中，攪拌均勻后進(jìn)行靜電紡絲，接收納米絲，得到含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯納米纖維膜。
[0017]進(jìn)一步地，所述步驟I)中硝酸銀的乙醇溶液濃度為0.001-0.03g/ml。
[0018]進(jìn)一步地，所述步驟I)中聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液濃度為0.02、.2g/ml。
[0019]進(jìn)一步地，所述步驟I)中硝酸銀的乙醇溶液與聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液混合后加熱在4(T60°C條件下攪拌。
[0020]進(jìn)一步地，所述步驟2)中含納米銀顆粒的乙醇溶液與PBS的氯仿溶液的體積比為
0.01 ~0.25。
[0021]進(jìn)一步地，所述步驟2)中靜電紡絲工藝參數(shù)如下:電壓15~30KV，接收距離為10~20cm,紡絲空內(nèi)徑0.2mm~0.8mm,紡絲速度為30~80ul/min。
[0022]所述步驟2)中以鋁箔或不銹鋼支架接收納米絲。
[0023]步驟2)制得的納米纖維膜在常溫下、真空干燥，之后可以保存。
[0024]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯納米纖維膜的應(yīng)用，其可用作創(chuàng)傷敷料、抗菌濾膜、醫(yī)療器件。
[0025]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0026]本發(fā)明利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)特有的化學(xué)結(jié)構(gòu)，在制備納米銀顆粒時(shí)，PVP 一方面能還原銀離子，同時(shí)又能均勻覆蓋在還原的銀顆粒表面起到穩(wěn)定劑的作用，制備過程簡單，易操作，得到的納米銀顆粒尺寸均勻，粒徑??；
[0027]本發(fā)明采用靜電紡絲法制備的納米纖維膜能夠?qū)㈩A(yù)先制備好的納米銀顆粒一步便附著在納米纖維中，不受共溶劑和聚合物化學(xué)結(jié)構(gòu)的限制，適用性強(qiáng)；
[0028]本發(fā)明使用納米銀顆粒，其小尺寸效應(yīng)、量子效應(yīng)和極大的比表面積，具有比傳統(tǒng)無機(jī)抗菌劑更強(qiáng)的抗菌效果，使得制得的納米纖維膜可用作創(chuàng)傷敷料、抗菌濾膜、醫(yī)療器件
坐寸ο【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是實(shí)施例1制得的納米銀/PBS纖維膜的掃描電鏡圖；
[0030]圖2是實(shí)施例1制得的納米銀/PBS纖維膜的透射電鏡圖；
[0031]圖3是實(shí)施例2制得的納米銀/PBS纖維膜的掃描電鏡圖；
[0032]圖4是實(shí)施例2制得的納米銀/PBS纖維膜的透射電鏡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0034]實(shí)施例1
[0035]含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯納米纖維膜的制備方法，包括以下步驟:
[0036]稱取0.03克硝酸銀和0.5克PVP分別溶于IOml乙醇溶液中，攪拌至完全溶解，將硝酸銀的乙醇溶液迅速加到PVP的乙醇溶液中，同時(shí)加熱到50° C，攪拌均勻，至溶液顏色由無色透明變成深紅色，并不再變化，得到穩(wěn)定的納米銀顆粒；
[0037]稱取0.6克PBS溶于4ml氯仿溶液中，攪拌至PBS完全溶解；取Iml上述制備的納米銀顆粒的乙醇溶液加入到PBS的氯仿溶液中，攪拌直至溶液混合均勻，靜置后進(jìn)行電紡，電壓為20KV，注射泵推進(jìn)速度為50ul/min，接收距離為15cm，噴絲孔直徑為0.5mm,以鋁箔接收，得到電紡的含納米銀的PBS納米纖維膜，真空干燥24小時(shí)后密封保存。
[0038]纖維平均直徑為450nm，納米銀顆粒的平均直徑為5nm。
[0039]圖1是實(shí)施例1制得的納米銀/PBS纖維膜的掃描電鏡圖。
[0040]圖2是實(shí)施例1制得的納米銀/PBS纖維膜的透射電鏡圖。
[0041]實(shí)施例2
[0042]含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯納米纖維膜的制備方法，包括以下步驟:
[0043]稱取0.12克硝酸銀和0.5克PVP分別溶于IOml乙醇溶液中，攪拌至完全溶解，將硝酸銀的乙醇溶液迅速加到PVP的乙醇溶液中，同時(shí)加熱到50° C，攪拌均勻，至溶液顏色由無色透明變成深紅色，并不再變化，此時(shí)得到穩(wěn)定的納米銀顆粒。
[0044]稱取0.6克PBS溶于4ml氯仿溶液中，攪拌至PBS完全溶解；取Iml上述制備的納米銀顆粒的乙醇溶液加入到PBS的氯仿溶液中，攪拌直至溶液混合均勻，靜置后進(jìn)行電紡，電壓為20KV，注射泵推進(jìn)速度為50ul/min，接收距離為15cm，噴絲孔直徑為0.5mm,以鋁箔接收，得到電紡的含納米銀的PBS納米纖維膜，真空干燥24小時(shí)后密封保存。
[0045]纖維平均直徑為300nm，納米銀顆粒的平均直徑為8nm。
[0046]圖3是實(shí)施例2制得的納米銀/PBS纖維膜的掃描電鏡圖。
[0047]圖4是實(shí)施例2制得的納米銀/PBS纖維膜的透射電鏡圖。
[0048]實(shí)施例3
[0049]含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯納米纖維膜的制備方法，包括以下步驟:
[0050]I)納米銀的制備:
[0051]將硝酸銀的乙醇溶液與聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液混合，攪拌至溶液顏色由無色透明變成深紅色，并不再變化，得到含納米銀顆粒的乙醇溶液；
[0052]2)含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯纖維膜的電紡:
[0053]將聚丁二酸丁二醇酯溶解在氯仿中，將步驟I)得到的含納米銀顆粒的乙醇溶液加入到聚丁 二酸丁 二醇酯的氯仿溶液中，攪拌均勻后進(jìn)行靜電紡絲，接收納米絲，得到含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯納米纖維膜；
[0054]其中，所述步驟I)中硝酸銀的乙醇溶液濃度為0.001g/ml ;所述步驟I)中聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液濃度為0.02g/ml ;所述步驟2)中含納米銀顆粒的乙醇溶液與PBS的氯仿溶液的體積比為0.01 ;所述步驟2)中靜電紡絲工藝參數(shù)如下:電壓15KV，接收距離為IOcm,紡絲空內(nèi)徑0.2mm,紡絲速度為30ul/min。
[0055]實(shí)施例4
[0056]含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯納米纖維膜的制備方法，包括以下步驟:
[0057]I)納米銀的制備:
[0058]將硝酸銀的乙醇溶液與聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液混合，攪拌至溶液顏色由無色透明變成深紅色，并不再變化，得到含納米銀顆粒的乙醇溶液；
[0059]2)含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯纖維膜的電紡:
[0060]將聚丁二酸丁二醇酯溶解在氯仿中，將步驟I)得到的含納米銀顆粒的乙醇溶液加入到聚丁二酸丁二醇酯的氯仿溶液中，攪拌均勻后進(jìn)行靜電紡絲，接收納米絲，得到含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯納米纖維膜；
[0061]其中，所述步驟I)中硝酸銀的乙醇溶液濃度為0.03g/ml ;所述步驟I)中聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液濃度為0.2g/ml ;所述步驟2)中含納米銀顆粒的乙醇溶液與PBS的氯仿溶液的體積比為0.25 ;所述步驟2)中靜電紡絲工藝參數(shù)如下:電壓30KV，接收距離為20cm,紡絲空內(nèi)徑0.8mm,紡絲速度為80ul/min。
[0062]顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。
【權(quán)利要求】
1.含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯納米纖維膜，其特征在于，它由納米銀和聚丁二酸丁二醇酯纖維組成，納米銀顆粒分布在聚丁二酸丁二醇酯纖維上，纖維直徑為5(T500nm，納米銀顆粒直徑為2~15nm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯納米纖維膜，其特征在于，所述聚丁二酸丁二醇酯的熔點(diǎn)110-120°C，分子量5~20萬。
3.如權(quán)利要求1或2所述的含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯納米纖維膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)納米銀的制備: 將硝酸銀的乙醇溶液與聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液混合，攪拌至溶液顏色由無色透明變成深紅色，并不再變化，得到含納米銀顆粒的乙醇溶液； 2)含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯纖維膜的電紡: 將聚丁二酸丁二醇酯溶解，將步驟I)得到的含納米銀顆粒的乙醇溶液加入到聚丁二酸丁二醇酯溶液中，攪拌均勻后進(jìn)行靜電紡絲，接收納米絲，得到含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯納米纖維膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯納米纖維膜的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中硝酸銀的乙醇溶液濃度為0.001-0.03g/ml。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯納米纖維膜的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液濃度為0.02、.2g/ml。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯納米纖維膜的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中硝酸銀的乙醇溶液與聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液混合后在4(T60°C條件下攪拌。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯納米纖維膜的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中，將聚丁二酸丁二醇酯溶解在氯仿中。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯納米纖維膜的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中含納米銀顆粒的乙醇溶液與PBS的氯仿溶液的體積比為0.01-0.25。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯納米纖維膜的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中靜電紡絲工藝參數(shù)如下:電壓15~30KV，接收距離為l(T20cm，紡絲空內(nèi)徑0.2_~0.8mm,紡絲速度為30~80ul/min。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述的含納米銀的聚丁二酸丁二醇酯納米纖維膜的應(yīng)用，其特征在于，其可用作創(chuàng)傷敷料、抗菌濾膜、醫(yī)療器件。
【文檔編號(hào)】D01D5/00GK103451849SQ201210174899
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月30日
【發(fā)明者】季君暉, 田利剛, 王萍麗 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所