專利名稱：一種制備純透明質(zhì)酸納米纖維無紡布的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備純透明質(zhì)酸納米纖維無紡布的方法。
背景技術(shù)：
透明質(zhì)酸(Hyaluronic acid、HA)又名玻尿酸，是存在于生物組織中細(xì)胞外基質(zhì)中 的一種酸性粘多糖，由P -D-N-乙酰氨基葡萄糖和13 -D-葡萄糖磺酸為結(jié)構(gòu)單元的以13 -1， 4-糖苷鏈連成的一種鏈狀高分子，在空間上呈剛性的螺旋柱狀結(jié)構(gòu)，柱的內(nèi)側(cè)由于存在大 量的羥基而產(chǎn)生強親水性，而且透明質(zhì)酸分子將其結(jié)合的水分子鎖定在其雙螺旋柱狀結(jié)構(gòu) 中，使水分不易流失，因此具有特殊的保水作用。透明質(zhì)酸以其獨特的分子結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì) 在機體內(nèi)顯示出多種重要的生理功能，如潤滑關(guān)節(jié)，調(diào)節(jié)血管壁的通透性，調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)，水 電解質(zhì)擴散及運轉(zhuǎn)，促進創(chuàng)傷愈合等。同時，由于透明質(zhì)酸對人體皮膚剌激性小，安全無毒， 使得它在很多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用在食品方面，透明質(zhì)酸可以為人體補充透明質(zhì)酸，改善 肌膚水分和關(guān)節(jié)功能；在醫(yī)藥方面，透明質(zhì)酸常作為藥物載體，不但能增強藥物的生物利用 度而且能減少全身的毒副作用；在日化方面，透明質(zhì)酸?？勺鳛閮?yōu)異的保濕劑和成膜劑。
靜電紡絲是一種使帶電荷的聚合物溶液或熔體在靜電場中射流制備聚合物超細(xì) 纖維的加工方法，在外加電場達到一定臨界值時，纖維就會從噴絲口噴射而出，同時溶劑逐 漸揮發(fā)離開帶電纖維，干燥的纖維落在收集板上，形成無紡布。由于透明質(zhì)酸的特殊的保水 作用極大地限制了透明質(zhì)酸的在靜電紡絲過程中溶劑的揮發(fā)，未揮發(fā)的溶劑在收集板上使 得到的納米纖維相互溶解粘連在一起(如圖3和4所示)，而得不到納米纖維無紡布。據(jù)文 獻報道應(yīng)用傳統(tǒng)的靜電紡絲方法電紡?fù)该髻|(zhì)酸是收集不到透明質(zhì)酸納米纖維膜的(J. Li，
A. He， C. C. Han， D. Fang， B. S. Haiao， B. Chu， Electrospinning of hyaluronic acid(HA) and HA/gelatinblends， Macromol. Rapid Commun. 2005，27，114-120 ;I.C.Um， D.Fang，
B. S. Hsiao， A. 0kamoto， B. Chu， Electro—spinning and electro—blowing of hyaluronic acid， Biomacromolecules. 2004,5， 1428-1436)，但是在一些輔助裝置的幫助下，可以在 高于37t:的條件下收集到透明質(zhì)酸的納米纖維膜，如李軍星等(J.Li， A.He， C. C. Han， D.Fang， B. S. Haiao， B.Chu， Electrospinning of hyaluronic acid(HA)andHA/gelatin blends, Macromol. R即id Commun. 2005， 27， 114-120)在40±3°C的條件下，將透明質(zhì)酸直 接電紡到水和乙醇混合溶液中，經(jīng)過一系列的后處理工藝，獲得了透明質(zhì)酸納米纖維膜； In Chul Um等(I. C. Um， D. Fang， B. S. Hsiao， A. 0kamoto， B. Chu， Electro-spinning and electro-blowing of hyaluronic acid， Biomacromolecules. 2004， 5， 1428-1436)通過力卩 載氣吹輔助設(shè)備，在吹入39-57t:空氣的條件下通過電紡收集到透明質(zhì)酸的納米纖維膜。
以上這些方法存在以下缺點 1、制備過程需要控制在較高溫度下，不能在常溫下獲得納米纖維膜； 2、收集器浸泡在乙醇中，易使收集到的透明質(zhì)酸納米纖維發(fā)生部分溶脹溶解作
用，得到纖維量少； 3、制備過程需要控制在較高溫度下，對設(shè)備要求提高，制備方法的后處理麻煩，都增加了成本。

發(fā)明內(nèi)容
針對目前制備的透明質(zhì)酸納米纖維膜都是在大于37t:的條件下靜電紡絲得到，本
發(fā)明的目的在于提供一種制備純透明質(zhì)酸納米纖維膜的方法。該方法操作過程條件溫和、 易于控制、步驟簡單，成本低廉。 本發(fā)明所提供的一種制備純透明質(zhì)酸納米纖維膜的方法，包括以下步驟
(1)透明質(zhì)酸靜電紡絲溶液的配制將透明質(zhì)酸粉末溶于水、甲酸和N， N- 二甲基 甲酰胺(DMF)組成的混合溶劑中，配成重量百分比為0. 5 5wt^的溶液，然后將溶液充分 攪拌，以致完全溶解，將溶液靜置超聲波1個小時使氣泡全部析出即得到透明的透明質(zhì)酸 溶液。所述的透明質(zhì)酸重均分子量為400， 000 2， 000， 000，溶劑水、甲酸和DMF的體積比
例為i 3 : i 3 : i 3。 (2)靜電紡絲制備透明質(zhì)酸納米纖維將步驟(1)中配制的透明質(zhì)酸靜電紡絲溶 液加入注射泵，調(diào)整電壓為1 50kV，優(yōu)選為15 30kV ;噴絲頭到收集板的距離為5 25cm，優(yōu)選為8 20cm ;噴絲頭紡絲溶液的流量為0. 5 2. OmL/h ;紡絲環(huán)境溫度為5 6(TC，優(yōu)選為10 4(TC;收集板為折紙扇形(紡絲設(shè)備如圖l和2所示)，啟動裝置進行透 明質(zhì)酸的靜電紡絲，在收集板上得到了透明質(zhì)酸納米纖維無紡布，纖維直徑分布均勻，纖維 直徑在200nm 600nm之間。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法具有以下優(yōu)點
1、此方法可以在較大的溫度范圍內(nèi)獲得透明質(zhì)酸納米纖維膜；
2、此方法對設(shè)備要求低，收集裝置、后處理工序簡單，降低了成本；
3、此方法獲得的纖維直徑分布均勻，且纖維直徑在200 600nm之間。


圖1是本發(fā)明實施過程中使用的實物裝置圖。 圖2是針對透明質(zhì)酸高保水性的特點而改進的接收裝置。 圖3是透明質(zhì)酸的水、DMF混合溶液采用靜電紡絲技術(shù)收集得到的產(chǎn)物的SEM形 貌。 圖4是按本發(fā)明實施例2所提供的技術(shù)方案在平面鋁箔上收集的透明質(zhì)酸紡絲產(chǎn) 物的SEM形貌。 圖5是按本發(fā)明實施例2所提供的技術(shù)方案在折扇形鋁箔上收集的透明質(zhì)酸紡絲 產(chǎn)物的SEM形貌。
具體實施方式

實施例1 : (1)將重均分子量為Mw = 400， 000透明質(zhì)酸粉末溶于水、甲酸和DMF的體積比例
為i : i : l的混合溶劑中，配成重量百分比為5wt^的溶液，然后將溶液充分?jǐn)嚢瑁灾峦?br> 全溶解，將溶液靜置超聲波1個小時使氣泡全部析出即得到透明的透明質(zhì)酸溶液。 (2)將步驟(1)中配制的透明質(zhì)酸靜電紡絲溶液加入注射泵，調(diào)整電壓為20kV ;噴絲頭到收集板的距離為8cm ;噴絲頭紡絲溶液的流量為1. 5mL/h ;紡絲環(huán)境溫度為30°C ;收 集板為折紙扇形，啟動裝置進行透明質(zhì)酸的靜電紡絲，在收集板上得到了透明質(zhì)酸納米纖 維無紡布，纖維直徑分布均勻，且纖維直徑在200 400nm之間。
實施例2 : (1)將重均分子量為Mw = 1， 000， 000透明質(zhì)酸粉末溶于水、甲酸和DMF的體積比 例為l : 2 : l的混合溶劑中，配成重量百分比為1.5wt^的溶液，然后將溶液充分?jǐn)嚢瑁?致完全溶解，將溶液靜置超聲波1個小時使氣泡全部析出即得到透明的透明質(zhì)酸溶液。
(2)將步驟(1)中配制的透明質(zhì)酸靜電紡絲溶液加入注射泵，調(diào)整電壓為24kV ;噴 絲頭到收集板的距離為18cm ;噴絲頭紡絲溶液的流量為1. 0mL/h ;紡絲環(huán)境溫度為2(TC;收 集板為折紙扇形，啟動裝置進行透明質(zhì)酸的靜電紡絲，在收集板上得到了透明質(zhì)酸納米纖 維無紡布，纖維直徑分布均勻，且纖維直徑在200 400nm之間。由掃描電鏡圖可以清楚的 看到(圖5)，納米纖維直徑在200納米左右。
實施例3 : (1)將重均分子量為Mw = 2， 000， 000透明質(zhì)酸粉末溶于水、甲酸和DMF的體積比 例為l : 2 : 3的混合溶劑中，配成重量百分比為0.5wt^的溶液，然后將溶液充分?jǐn)嚢?，?致完全溶解，將溶液靜置超聲波1個小時使氣泡全部析出即得到透明的透明質(zhì)酸溶液。
(2)將步驟(1)中配制的透明質(zhì)酸靜電紡絲溶液加入注射泵，調(diào)整電壓為30kV ;噴 絲頭到收集板的距離為20cm ;噴絲頭紡絲溶液的流量為0. 5mL/h ;紡絲環(huán)境溫度為4(TC;收 集板為折紙扇形，啟動裝置進行透明質(zhì)酸的靜電紡絲，在收集板上得到了透明質(zhì)酸納米纖 維無紡布，纖維直徑分布均勻，且纖維直徑在400 600nm之間。
實施例4 : (1)將重均分子量為Mw = 1， 000， 000透明質(zhì)酸粉末溶于水、甲酸和DMF的體積比 例為2 : 1 : 2的混合溶劑中，配成重量百分比為1.5wt^的溶液，然后將溶液充分?jǐn)嚢?，?致完全溶解，將溶液靜置超聲波1個小時使氣泡全部析出即得到透明的透明質(zhì)酸溶液。
(2)將步驟(1)中配制的透明質(zhì)酸靜電紡絲溶液加入注射泵，調(diào)整電壓為15kV ;噴 絲頭到收集板的距離為12cm ;噴絲頭紡絲溶液的流量為0. 8mL/h ;紡絲環(huán)境溫度為3(TC;收 集板為折紙扇形，啟動裝置進行透明質(zhì)酸的靜電紡絲，在收集板上得到了透明質(zhì)酸納米纖 維無紡布，纖維直徑分布均勻，且纖維直徑在300 500nm之間。
實施例5 : (1)將重均分子量為Mw = 800， 000透明質(zhì)酸粉末溶于水、甲酸和DMF的體積比例 為3 : 3 : 2的混合溶劑中，配成重量百分比為2.5wt^的溶液，然后將溶液充分?jǐn)嚢?，以?完全溶解，將溶液靜置超聲波1個小時使氣泡全部析出即得到透明的透明質(zhì)酸溶液。
(2)將步驟(1)中配制的透明質(zhì)酸靜電紡絲溶液加入注射泵，調(diào)整電壓為20kV ;噴 絲頭到收集板的距離為10cm ;噴絲頭紡絲溶液的流量為1. OmL/h ;紡絲環(huán)境溫度為l(TC;收 集板為折紙扇形，啟動裝置進行透明質(zhì)酸的靜電紡絲，在收集板上得到了透明質(zhì)酸納米纖 維無紡布，纖維直徑分布均勻，且纖維直徑在300 500nm之間。
實施例6 : (1)將重均分子量為Mw = 800， 000透明質(zhì)酸粉末溶于水、甲酸和DMF的體積比例 為2 : 3 : l的混合溶劑中，配成重量百分比為2.0wt^的溶液，然后將溶液充分?jǐn)嚢?，以致完全溶解，將溶液靜置超聲波1個小時使氣泡全部析出即得到透明的透明質(zhì)酸溶液。
(2)將步驟(1)中配制的透明質(zhì)酸靜電紡絲溶液加入注射泵，調(diào)整電壓為18kV ;噴 絲頭到收集板的距離為15cm ;噴絲頭紡絲溶液的流量為1. 5mL/h ;紡絲環(huán)境溫度為2(TC;收 集板為折紙扇形，啟動裝置進行透明質(zhì)酸的靜電紡絲，在收集板上得到了透明質(zhì)酸納米纖 維無紡布，纖維直徑分布均勻，且纖維直徑在300 500nm之間。
實施例7 : (1)將重均分子量為Mw = 400， 000透明質(zhì)酸粉末溶于水、甲酸和DMF的體積比例 為2 : 2 : 3的混合溶劑中，配成重量百分比為4.0wt^的溶液，然后將溶液充分?jǐn)嚢瑁灾?完全溶解，將溶液靜置超聲波1個小時使氣泡全部析出即得到透明的透明質(zhì)酸溶液。
(2)將步驟(1)中配制的透明質(zhì)酸靜電紡絲溶液加入注射泵，調(diào)整電壓為25kV ;噴 絲頭到收集板的距離為10cm ;噴絲頭紡絲溶液的流量為1. OmL/h ;紡絲環(huán)境溫度為2(TC;收 集板為折紙扇形，啟動裝置進行透明質(zhì)酸的靜電紡絲，在收集板上得到了透明質(zhì)酸納米纖 維無紡布，纖維直徑分布均勻，且纖維直徑在200 4Q0nm之間。
權(quán)利要求
一種制備純透明質(zhì)酸納米纖維無紡布的方法，其特征在于包括以下步驟(1)將透明質(zhì)酸粉末溶于水、甲酸和N，N-二甲基甲酰胺(DMF)組成的混合溶劑中，配成重量百分比為0.5～5wt％的溶液，然后將溶液充分?jǐn)嚢?，以致完全溶解，將溶液靜置超聲波1個小時使氣泡全部析出即得到透明的透明質(zhì)酸溶液。(2)將步驟(1)中配制的透明質(zhì)酸靜電紡絲溶液加入注射泵，調(diào)整紡絲電壓為1～50kV；噴絲頭到收集板的距離為5～25cm；噴絲頭紡絲溶液的流量為0.5～2.0mL/h；紡絲環(huán)境溫度為5～60℃；收集板為折紙扇形，啟動裝置進行透明質(zhì)酸的靜電紡絲，在收集板上得到了透明質(zhì)酸納米纖維無紡布。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的制備方法，其特征在于步驟(1)中所述的透明質(zhì)酸重均分子量為 400， 000 2， 000， 000。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的制備方法，其特征在于步驟(1)中所述的溶劑水、甲酸和匿F的體積比例為i 3 : i 3 : i 3。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l的制備方法，其特征在于步驟(1)中所述的透明質(zhì)酸溶液的重量百 分比為0. 5 5wt%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述的電壓為1 50kV。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述的噴絲頭到收集板的距離 為5 25cm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述的紡絲環(huán)境溫度為5 60°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備純透明質(zhì)酸納米纖維膜的方法。方法是將透明質(zhì)酸粉末溶于水、甲酸和DMF組成的混合溶劑中配制成溶液，將溶液靜置超聲波1個小時使氣泡全部析出即得到透明的透明質(zhì)酸溶液；將配制的透明質(zhì)酸靜電紡絲溶液加入注射泵，調(diào)整適當(dāng)?shù)募徑z電壓、噴絲頭到收集板的距離以及噴絲頭紡絲溶液的流量，在5～60℃的溫度范圍內(nèi)靜電紡絲到折扇形的鋁箔上，得到了纖維平均直徑在200～600nm的透明質(zhì)酸納米纖維無紡布。本發(fā)明制備過程、后處理工序簡單，并實現(xiàn)了在較大的溫度范圍內(nèi)獲得透明質(zhì)酸納米纖維無紡布，所獲得的透明質(zhì)酸納米纖維直徑分布均勻。
文檔編號D01D5/00GK101792955SQ201010137440
公開日2010年8月4日 申請日期2010年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月1日
發(fā)明者劉洋, 吳浩, 楊冬芝, 聶俊, 馬貴平 申請人:北京化工大學(xué)常州先進材料研究院