本發(fā)明涉及一種雙重纖維結(jié)構(gòu)的復(fù)合膜及其制備方法和用途,屬于生物材料。
背景技術(shù):
1、隨著醫(yī)療行業(yè)和紡織技術(shù)的迅速發(fā)展,紡織材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。大多數(shù)醫(yī)用紡織材料是由聚合物纖維及其改性纖維組成,其制備方法主要包括:靜電紡絲、熔融紡絲、無(wú)紡布(包括紡粘法、熔噴法、熱軋法、水刺法,現(xiàn)市面上大部分都是用紡粘法生產(chǎn)的無(wú)紡布)等。目前紡織材料已被用于感染控制、屏障材料、傷口護(hù)理、醫(yī)療設(shè)備以及心血管材料等方面。對(duì)于心血管領(lǐng)域而言,如:心臟封堵器阻流膜、人工血管、心臟補(bǔ)片等醫(yī)用材料,通常對(duì)膜材料的厚度、孔徑以及力學(xué)強(qiáng)度是有要求的。
2、靜電紡絲纖維膜具有極大的比表面積、高孔隙率等特點(diǎn),且具有三維多孔結(jié)構(gòu),有利于細(xì)胞的增殖、分化及生長(zhǎng),故具有良好的組織修復(fù)性能。據(jù)現(xiàn)有研究可知,大部分心血管材料是通過(guò)靜電紡絲工藝制備的。然而,靜電紡絲纖維膜的力學(xué)強(qiáng)度較弱,不能很好的滿足心血管材料的要求(如:人工血管和心臟封堵器阻流膜,要求材料能夠經(jīng)受得住血流壓力),臨床應(yīng)用效果并不理想。為了改善纖維膜的力學(xué)強(qiáng)度,人們嘗試了多種改進(jìn)方法,如進(jìn)行熱處理、化學(xué)交聯(lián)、溶劑熏蒸等后處理等,這些后處理方法提高了操作的復(fù)雜性及生產(chǎn)費(fèi)用,不利于規(guī)模化生產(chǎn),且可能會(huì)破壞纖維膜的三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu),不利于細(xì)胞的增殖、分化和生長(zhǎng)。
3、無(wú)紡布,又稱針刺棉、針刺無(wú)紡布等,是一種非織造布,它是直接利用高聚物切片、短纖維或長(zhǎng)絲等材料通過(guò)氣流或機(jī)械成網(wǎng),然后經(jīng)過(guò)水刺,針刺,或熱軋加固,最后經(jīng)過(guò)后整理形成的無(wú)編織的布料,是一種柔軟的、透氣的新型纖維制品。由于無(wú)紡布具有防潮、透氣、柔韌、輕便、阻燃、無(wú)毒無(wú)味、價(jià)格低廉、可回收利用等特點(diǎn),因此被廣泛用于不同行業(yè),如:隔音、隔熱、電熱器、口罩、服裝、醫(yī)療、填充材料等。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,無(wú)紡布常被用于口罩、防護(hù)服、手術(shù)帽、一次性手術(shù)衣、一次性醫(yī)用床單等方面。但是無(wú)紡布的纖維較粗且纖維孔徑較大,其封堵血流有效性差,較少應(yīng)用于心血管領(lǐng)域。
4、因此,研究一種具有良好力學(xué)性能,制備方法簡(jiǎn)單易行,能夠用于心血管領(lǐng)域的膜材料,成為亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、發(fā)明要解決的問(wèn)題
2、鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明首先提供一種雙重纖維結(jié)構(gòu)的復(fù)合膜。本發(fā)明的雙重纖維結(jié)構(gòu)的復(fù)合膜同時(shí)包括具有多孔結(jié)構(gòu)的第一纖維層和第二纖維層,第一纖維層具有細(xì)纖維結(jié)構(gòu),柔韌性好,纖維結(jié)構(gòu)致密,有利于細(xì)胞的粘附與生長(zhǎng),第二纖維層具有粗纖維結(jié)構(gòu),粗纖維可以幫助提高復(fù)合膜的力學(xué)強(qiáng)度,并且復(fù)合膜中部分粗纖維與細(xì)纖維通過(guò)粘合劑粘結(jié),使得復(fù)合膜不易分層,整體具有良好的力學(xué)性能,生物相容性良好,在心血管領(lǐng)域方面具有廣泛的應(yīng)用前景。
3、本發(fā)明還提供一種雙重纖維結(jié)構(gòu)復(fù)合膜的制備方法,該制備方法簡(jiǎn)單易行,原料易于獲取,適合大批量生產(chǎn)。
4、用于解決問(wèn)題的方案
5、本發(fā)明提供一種雙重纖維結(jié)構(gòu)的復(fù)合膜,其包括:具有多孔結(jié)構(gòu)的第一纖維層和第二纖維層,所述第一纖維層的孔徑為0.5~15μm,所述第二纖維層的孔徑為20~500μm;所述第一纖維層具有第一纖維絲,所述第一纖維絲的直徑為0.1~5μm;所述第二纖維層具有第二纖維絲,所述第二纖維絲的直徑為2~100μm;所述第一纖維絲的直徑小于所述第二纖維絲的直徑;其中,
6、至少部分所述第一纖維絲填充至所述第二纖維層中;并且,
7、所述復(fù)合膜中還具有粘合劑,所述粘合劑滲透到所述第一纖維層和所述第二纖維層的孔隙中,并使至少部分所述第一纖維絲與所述第二纖維絲通過(guò)粘合劑粘接。
8、進(jìn)一步地,所述第一纖維層、第二纖維層和粘合劑的質(zhì)量比為1:(0.2~3):(0.1~1),優(yōu)選為1:(0.5~2):(0.4~0.8);和/或
9、所述粘合劑不完全覆蓋第一纖維層和/或第二纖維層的纖維結(jié)構(gòu)。
10、進(jìn)一步地,所述復(fù)合膜至少具有如下特征之一:
11、所述復(fù)合膜的厚度為0.05~0.3mm;
12、所述復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度為14~25mpa;
13、所述復(fù)合膜的縫合最大拉出應(yīng)力為3.5~7.0n。
14、進(jìn)一步地,所述第一纖維層的材料包括疏水性材料和親水性材料;所述疏水性材料與親水性材料的質(zhì)量比為1:(0~1),優(yōu)選為1:(0.1~0.5);
15、優(yōu)選地,所述疏水性材料包括聚乳酸、聚左旋乳酸、聚己內(nèi)酯、聚乳酸-羥基乙酸共聚物、聚三亞甲基碳酸酯、聚l-丙交酯-己內(nèi)酯、聚氨酯中的一種或兩種以上的組合;
16、更優(yōu)選地,所述親水性材料包括膠原蛋白、明膠或其衍生物、聚乙二醇、聚乙烯醇、透明質(zhì)酸鈉、海藻酸鹽中的一種或兩種以上的組合。
17、進(jìn)一步地,所述第二纖維層的材料包括聚乳酸、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚酰胺中的一種或兩種以上的組合。
18、進(jìn)一步地,所述粘合劑包括親水性粘合劑;優(yōu)選地,所述親水性粘合劑包括殼聚糖或其衍生物、海藻酸或其衍生物、明膠或其衍生物、透明質(zhì)酸鈉或其衍生物其中的一種或兩種以上的組合。
19、進(jìn)一步地,所述復(fù)合膜還包括第三纖維層,所述第三纖維層具有第三纖維絲,粘合劑滲透到所述第三纖維層的孔隙中,并使至少部分所述第三纖維絲通過(guò)粘合劑與所述第一纖維絲或所述第二纖維絲粘接;其中,
20、所述第三纖維層位于所述第一纖維層的與所述第二纖維層相對(duì)的一面,并且,所述第三纖維絲的直徑為2~100μm;或者,
21、所述第三纖維層位于所述第二纖維層的與所述第一纖維層相對(duì)的一面,并且,所述第三纖維絲的直徑為0.1~5μm。
22、本發(fā)明還提供一種根據(jù)本發(fā)明所述的復(fù)合膜的制備方法,其中,所述制備方法包括將第一纖維層和第二纖維層復(fù)合成型后,使粘合劑滲透第一纖維層和第二纖維層的步驟;
23、優(yōu)選地,所述制備方法包括以下步驟:
24、將無(wú)紡纖維膜作為第二纖維層;
25、將所述第二纖維層的一面作為接收平面,使用靜電紡絲或者熔融紡絲的方式制備第一纖維層,得到雙層纖維膜;
26、制備粘合劑溶液,使粘合劑溶液通過(guò)第一纖維層和/或第二纖維層的表面滲透到第一纖維層和第二纖維層中,得到復(fù)合膜。
27、進(jìn)一步地,所述制備方法還包括以下步驟:
28、得到所述雙層纖維膜后,在所述第一纖維層的與第二纖維層相對(duì)的一面平鋪一層無(wú)紡纖維膜作為第三纖維層,得到三層纖維膜;制備粘合劑溶液,使粘合劑溶液通過(guò)第二纖維層和/或第三纖維層的表面滲透到第一纖維層、第二纖維層以及第三纖維層中,得到復(fù)合膜;或者,
29、得到所述雙層纖維膜后,將所述第二纖維層的與第一纖維層相對(duì)的一面作為接收平面,使用靜電紡絲或者熔融紡絲的方式制備第三纖維層,得到三層纖維膜;制備粘合劑溶液,使粘合劑溶液通過(guò)第一纖維層和/或第三纖維層的表面滲透到第一纖維層、第二纖維層以及第三纖維層中,得到復(fù)合膜。
30、本發(fā)明又提供一種根據(jù)本發(fā)明所述雙重纖維結(jié)構(gòu)的復(fù)合膜用于制備人工血管、心臟封堵器阻流膜、血管密網(wǎng)支架或血管封堵器止血傘中的用途。
31、發(fā)明的效果
32、本發(fā)明的雙重纖維結(jié)構(gòu)的復(fù)合膜同時(shí)包括具有多孔結(jié)構(gòu)的第一纖維層和第二纖維層,第一纖維層具有細(xì)纖維結(jié)構(gòu),柔韌性好,纖維結(jié)構(gòu)致密,有利于細(xì)胞的粘附與生長(zhǎng),第二纖維層具有粗纖維結(jié)構(gòu),粗纖維可以幫助提高復(fù)合膜的力學(xué)強(qiáng)度,并且復(fù)合膜中部分粗纖維與細(xì)纖維通過(guò)粘合劑粘結(jié),使得復(fù)合膜不易分層,整體具有良好的力學(xué)性能。
33、本發(fā)明的雙重纖維結(jié)構(gòu)的復(fù)合膜中,由于粘合劑不完全覆蓋復(fù)合膜的纖維結(jié)構(gòu),復(fù)合膜仍然保留了部分三維纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),有利于細(xì)胞粘附、增殖和生長(zhǎng),具有良好的生物相容性。
34、本發(fā)明的雙重纖維結(jié)構(gòu)的復(fù)合膜具有較薄的厚度,便于通過(guò)介入方式進(jìn)行輸送和使用,并且具有較好的拉伸強(qiáng)度和縫合最大拉出應(yīng)力,在心血管領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景,如作為心臟封堵器阻流膜、人工血管、血管密網(wǎng)支架或血管封堵器止血傘等。
35、本發(fā)明的雙重纖維結(jié)構(gòu)復(fù)合膜的制備方法簡(jiǎn)單易行,原料易于獲取,適合大批量生產(chǎn)。