專利名稱：一種精細(xì)靜電紡纖維接收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬紡織領(lǐng)域，特別是涉及一種精細(xì)靜電紡纖維接收裝置。
技術(shù)背景靜電紡是一個(gè)通過讓聚合物溶液或熔融液帶電，從而噴射出來的處理方法制造納米纖 維的手段。整個(gè)靜電紡的過程，只需要一支聚合物溶液的容器、纖維的接收裝置和直流靜 電發(fā)生器。由于高電壓的作用，從吸液管中噴出的聚合物被拉伸為纖維，通常制成的纖維 在接收體的表面以纖維網(wǎng)的形式被接收。靜電紡技術(shù)制備天然或者人工合成的聚合物的纖維直徑可以達(dá)到幾十納米到幾百納 米，已經(jīng)成功制備的材料包括殼聚糖、膠原蛋白、聚氨酯、聚乙烯酸、聚乳酸等種類眾多 的材料。這些電紡制備出的超細(xì)纖維己經(jīng)應(yīng)用在醫(yī)藥衛(wèi)生、食品、服裝等眾多領(lǐng)域。其中 在醫(yī)學(xué)研究方面，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)聚合物納米纖維基質(zhì)在形態(tài)上類似于天然細(xì)胞外基質(zhì),在 幾種制備方法中與自組裝和相分離相比靜電紡是最簡單和高效的方法[Ma， ZW, etal， Tissue. Eng. 11, 101, 2005.]。天然細(xì)胞外基質(zhì)是由鄰近細(xì)胞分泌的三種主要成分即蛋 白纖維、蛋白聚糖和非纖維蛋白成分通過化學(xué)和物理的交聯(lián)組成的，其中直徑分布在幾十 到幾百納米的蛋白纖維，主要是膠原蛋白和彈性蛋白纖維通過相互的交織形成具有三維結(jié) 構(gòu)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)為組織的生長提供支撐和彈性。優(yōu)良的組織修復(fù)支架應(yīng)該模仿天然細(xì)胞外基 質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，包括化學(xué)、物理結(jié)構(gòu)和性能。經(jīng)過對(duì)天然及人工聚合物材料的選擇及合 理搭配再經(jīng)過合適的裝置進(jìn)行接收和成型，可以經(jīng)靜電紡制備和篩選出不僅為組織生長提 供生物信號(hào)以利于細(xì)胞的黏附和生長，又具有一定機(jī)械性能的仿生細(xì)胞外基質(zhì)。目前，有越來越多種類的材料用于靜電紡纖維的同時(shí)，其相關(guān)裝置及改進(jìn)也己經(jīng)有很 多報(bào)道，如釆用旋轉(zhuǎn)帶電電極靜電紡聚合物纖維(中國專利公開號(hào)CN 1849418A)，同軸 共紡技術(shù)(中國專利申請(qǐng)?zhí)?00310108130.9，公丌號(hào)1537981)，多噴頭靜電紡裝置(中 國專利號(hào)200320122276.4)，靜電紡的接收和輸送裝置(中國專利號(hào)200420107833. X) 等。但是這些設(shè)備主要是對(duì)靜電紡中纖維制備過程的改進(jìn)，或?qū)I(yè)生產(chǎn)加工技術(shù)的改進(jìn)， 對(duì)靜電紡纖維的取向以及由取向纖維直接接收形成具有一定三維形態(tài)的結(jié)構(gòu)方面的報(bào)道 很少。目前使用普通的靜電紡方法制備的纖維絲通常是無序排列的膜狀結(jié)構(gòu)，如此得到紡 織品其機(jī)械性能較低，其精細(xì)結(jié)構(gòu)也基本保持無規(guī)狀態(tài)，故無法滿足一些特殊場合使用的 要求，特別是在要求具有一定精細(xì)結(jié)構(gòu)的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。糊,本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種精細(xì)靜電紡纖維生產(chǎn)接收裝置，已解決現(xiàn) 有技術(shù)中靜電紡纖維結(jié)構(gòu)無序的缺陷。 技術(shù)方案本實(shí)用新型提供了一種精細(xì)靜電紡纖維接收裝置，包含控制臺(tái)和纖維接收平臺(tái)兩個(gè)部 分，控制臺(tái)包括電源、調(diào)速電機(jī)控制器和步進(jìn)電機(jī)控制器，纖維接收平臺(tái)包括由床板1、 墻身2、機(jī)架5及其固定的電機(jī)等部件組成，電機(jī)7和夾頭6相連，夾頭6和頂頭4一起 固定接收滾軸，絲桿3安裝在床板1上通過控制電機(jī)8的速度控制絲桿3轉(zhuǎn)動(dòng)速度從而控 制接收平臺(tái)左右平動(dòng)的速度和方向。所述的絲桿3和控制電機(jī)8之間還有一聯(lián)軸器9。由的靜電紡纖維接收裝置生產(chǎn)得到的純聚合物或混合聚合物得到的靜電紡纖維管或 切開得到的膜狀結(jié)構(gòu)。由上述的靜電紡纖維接收裝置生產(chǎn)得到的經(jīng)同軸共紡制備的具有殼芯結(jié)構(gòu)的纖維絲 組成的管狀或切開得到的膜狀結(jié)構(gòu)。由上述的靜電紡纖維接收裝置生產(chǎn)接收到的經(jīng)溶液混合后靜電紡或同軸共紡制備得 到的含有生長因子、肝素、抗生素等生物活性成分或藥物的纖維組成的管狀或切開得到的 膜狀結(jié)構(gòu)。所述的裝置生產(chǎn)出的纖維結(jié)構(gòu)為內(nèi)徑為1. 5毫米,壁厚O. 3毫米,長IO厘米的P(LLA-CL) 納米纖維管狀支架。所述的裝置生產(chǎn)出的纖維結(jié)構(gòu)為內(nèi)徑為3毫米，壁厚0. 3毫米,長10厘米的P(LLA-CL) 納米纖維管狀支架。所述的裝置生產(chǎn)出的纖維結(jié)構(gòu)為長10厘米寬約9厘米厚度為0. 15毫米的含有肝素的 纖維膜狀結(jié)構(gòu)。有益效果通過轉(zhuǎn)動(dòng)接收可以得到由纖維組成的不同直徑的管結(jié)構(gòu)，其管壁具有較高的孔隙率， 非常適合醫(yī)藥、精細(xì)過濾、防護(hù)等方面的應(yīng)用。本發(fā)明設(shè)備簡單，成本低廉，非常適用于 大規(guī)模生產(chǎn)。


4圖1 靜電紡纖維接收平臺(tái)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本 實(shí)用新型而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后， 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附 權(quán)利要求書所限定的范圍。實(shí)施例1一種靜電紡纖維接收裝置，包含控制臺(tái)和纖維接收平臺(tái)兩個(gè)部分，控制臺(tái)包括電源、 調(diào)速電機(jī)控制器和步進(jìn)電機(jī)控制器，可以預(yù)先或紡絲過程中設(shè)定或調(diào)節(jié)纖維接收平臺(tái)中電 機(jī)7的轉(zhuǎn)動(dòng)速度從而控制夾頭6及其固定的接收滾軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，通過控制電機(jī)8的速度 控制絲桿3轉(zhuǎn)動(dòng)速度從而控制接收平臺(tái)左右平動(dòng)的速度和方向；纖維接收平臺(tái)包括由床板 1、墻身2、機(jī)架5及其固定的電機(jī)等部件組成，其中夾頭6和頂頭4共同固定不同直徑的 滾軸并通過頂頭接地作為纖維接收體并使其以可控速度轉(zhuǎn)動(dòng)，在平臺(tái)平動(dòng)到預(yù)設(shè)的位置時(shí) 在聯(lián)軸器9的作用下實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速的方式自動(dòng)轉(zhuǎn)向。實(shí)施例2將本發(fā)明裝置(圖1)置于普通靜電紡或同軸共紡噴絲孔正下方或相對(duì)方向，紡絲溶 液可以為天然來源、人工合成以及復(fù)合有包括生長因子、肝素、抗生素等活性成分的聚合 物溶液，在電壓5-30千伏，注射速度0. 1-20毫升/小時(shí),接收距離5-30厘米的條件下紡 絲。通過控制臺(tái)開啟電源，調(diào)節(jié)左右平移速度0-100厘米/分鐘，滾軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度為0-6000 轉(zhuǎn)/分鐘，通過夾頭將滾軸接地，開啟平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)開關(guān)通過轉(zhuǎn)動(dòng)的滾軸接收纖維，并過滾 軸的左右移動(dòng)使所得纖維分布均勻。實(shí)施例3取0.18克P(LLA-CL)溶于3毫升丙酮中，磁力攪拌至完全溶解，得到濃度為6%的混 合紡絲溶液3毫升。預(yù)先將直徑為1.5毫米不銹鋼軸裝入本發(fā)明的接收裝置上，設(shè)定轉(zhuǎn)速 為500轉(zhuǎn)/分鐘,步移速度為60厘米/分鐘，將滾軸通過一端的接地口接地。將溶液吸入注 射器中，控制微量注射泵推進(jìn)速度為1. 5毫升/小時(shí)，選用6號(hào)不銹鋼針頭并與20KV高壓相 連,用本裝置在針頭正下方15厘米處接收纖維絲，2小時(shí)后從滾軸壁上可取下內(nèi)徑為1.5 毫米,壁厚0. 3毫米，長10厘米的P(LLA-CL)納米纖維管狀支架。實(shí)施例4取0. 36克P(LLA-CL)溶于6毫升丙酮中，磁力攪拌至完全溶解，得到濃度為6%的混 合紡絲溶液6毫升。預(yù)先將直徑為3毫米不銹鋼軸裝入本發(fā)明的接收裝置上，設(shè)定轉(zhuǎn)速為 6000轉(zhuǎn)/分鐘，步移速度為60厘米/分鐘。把溶液吸入注射器中,控制微量注射泵推進(jìn)速度 為2毫升/小時(shí),選用6號(hào)不銹鋼針頭并與20KV高壓相連,把纖維接收臺(tái)放在針頭正下方15 厘米處接收纖維絲，3小時(shí)后從滾軸壁上可取下內(nèi)徑為3毫米，壁厚0. 3毫米,長10厘米 的P(LLA-CU納米纖維管狀支架。實(shí)施例5將0. 40克明膠和0. 06克肝素溶于5毫升三氟乙醇和水的混合溶劑中，磁力攪拌至完 全溶解得紡絲溶液。預(yù)先將直徑為3厘米滾軸固定在夾頭上，設(shè)定轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分鐘， 步移速度為100厘米/分鐘。將溶液吸入注射器中，控制微量注射泵推進(jìn)速度為2毫升/小 時(shí)，選用6號(hào)不銹鋼針頭并與20KV高壓相連,把纖維接收臺(tái)在針頭正下方15厘米處接收纖 維絲，2.5小時(shí)后得到一管狀結(jié)構(gòu)。用刀片沿縱軸將該織物切開，可得到長10厘米寬約9 厘米厚度為0.15毫米的含有肝素的纖維膜狀結(jié)構(gòu)。實(shí)施例6將0. 36克P(LLA-CL)溶于6毫升三氟乙醇,磁力攪袢至完全溶解得到紡絲的第一種溶 液；將0.006克堿性成纖維細(xì)胞生長因子溶于1毫升水中得到紡絲的第二種溶液。預(yù)先將 直徑為2毫米塑料軸裝入本發(fā)明的接收裝置上，設(shè)定轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分鐘,步移速度為100 厘米/分鐘。以第一種溶液作為外層，以第二種溶液作為內(nèi)層，采用同軸共紡裝置進(jìn)行紡 絲(具體裝置見中國專利申請(qǐng)?zhí)?00310108130.9，公開號(hào)1537981),內(nèi)外層溶液推進(jìn) 速度分別為1. 2和0. 4亳升/小時(shí)。 一段時(shí)間后在軸上可見明顯管狀結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求1. 一種精細(xì)靜電紡纖維接收裝置，其特征在于包含控制臺(tái)和纖維接收平臺(tái)兩個(gè)部分，控制臺(tái)包括電源、調(diào)速電機(jī)控制器和步進(jìn)電機(jī)控制器，纖維接收平臺(tái)包括由床板(1)、墻身(2)、機(jī)架(5)及固定的電機(jī)部件組成，電機(jī)(7)和夾頭(6)相連，夾頭(6)和頂頭(4)一起固定接收滾軸，絲桿(3)安裝在床板(1)上通過控制電機(jī)(8)的速度控制絲桿(3)轉(zhuǎn)動(dòng)速度從而控制接收平臺(tái)左右平動(dòng)的速度和方向。
2. 如權(quán)利要求l所述的一種精細(xì)靜電紡纖維接收裝置，其特征在于所述的絲桿(3)和 控制電機(jī)(8)之間還有一聯(lián)軸器(9)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種精細(xì)靜電紡纖維接收裝置，包含控制臺(tái)和纖維接收平臺(tái)兩個(gè)部分，控制臺(tái)包括電源、調(diào)速電機(jī)控制器和步進(jìn)電機(jī)控制器，纖維接收平臺(tái)包括由床板(1)、墻身(2)、機(jī)架(5)及其固定的電機(jī)等部件組成。本實(shí)用新型生產(chǎn)得到的新型紡織纖維結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于藥物緩釋、組織修復(fù)、過濾等方面。適合醫(yī)藥、精細(xì)過濾、防護(hù)等方面，本發(fā)明設(shè)備簡單，成本低廉，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號(hào)D01D5/00GK201106072SQ20072007095
公開日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2007年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月12日
發(fā)明者張中煒, 潘洪毅, 莫秀梅, 峰 陳 申請(qǐng)人:東華大學(xué)