专利名称：透明质酸和聚乙二醇的复合纤维膜材料及其制法和用途的制作方法
技术领域：
本发明属于可生物降解及可生物吸收的生物高分子无纺布材料领域，特别涉及可 生物降解及可生物吸收的透明质酸和聚乙二醇的超细复合纤维膜材料及其制法和用途。
背景技术：
透明质酸(HA)是一种聚阴离子型粘多糖，是细胞外基质的主要成分。由于具有 良好的生物相容性和生物降解性能，透明质酸已经被广泛用于生物医药学领域。HA能够被 广泛的应用于生物医用材料、制药和化妆品领域，是由于其具有特殊的物化性质⑴透明 质酸分子中含有的重复二糖单元在所有物种和组织中都是一致的，因此不会导致透明质酸 分子自身的免疫排斥(Cell Biochemistry and Function, 1994,12 281) ； (2)透明质酸作 是一种聚合阴离子电解质，透明质酸分子上所带的大量负电荷，可调节透明质酸分子周围 的正负离子浓度，抑制多种生物酶的活性(In viscoelastic materials :basic science and clinical application,1986,Pergamon press, New York ；Journal of Rheumatology 1993,20 3) (3)HA具有很好的保水作用和润滑作用，可调节胶原的合成，抑制创面收缩，减 少症痕形成，在临床中有很好的应用(In Fourth International Workshop on Hyaluronan in Drug Delivery, 1996, RSM Press, London ；Embo Journal, 1994,13 :286)。静电纺丝是一种制备聚合物超细纤维的简单而且有效的加工工艺，而静电纺丝制 品由于具有超大比表面积和超大孔隙率等特点特别适合在生物医学材料方面的应用。通过 对生物高分子材料进行静电纺丝，可制得在结构和功能上与天然细胞外基质相似的，并且 具有较好的生物相容性，以及具有一定的强度和稳定性的新型生物医用材料，该材料是体 内植入材料及人体器官再造的理想材料之一。透明质酸的静电纺丝最早由Chu等人(Biomacromolecules，2004，5 1428 ； Polymer, 2005,46 4853)采用电吹电纺的手段实现的，本申请人利用DMF和水的混合溶剂 实现了 HA无纺布的制备，见CN200510011454. X。目前仍未见关于纯水溶液体系在无电吹条件下制备透明质酸超细纤维膜的报道 或专利。本发明通过选用水溶性高分子聚乙二醇调节HA水溶液的性质制备了透明质酸和 聚乙二醇的复合超细纤维膜材料，此种材料具有质轻柔软，高孔隙率等优点，可用于止血材 料，伤口包覆材料，组织工程支架材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有良好的生物相容性、生物降解性及生物吸收性， 同时具有质轻柔软，透气性好等特点的可作为止血材料，伤口包覆材料，组织工程支架材料 使用的可生物降解及可生物吸收的透明质酸和聚乙二醇的复合超细纤维膜材料。本发明的再一目的是提供一种制备方法简单，制备过程环境友好的透明质酸和聚 乙二醇的复合超细纤维膜材料的制备方法。本发明的还一目的是提供透明质酸和聚乙二醇的复合超细纤维膜材料的用途。
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本发明的透明质酸和聚乙二醇的复合超细纤维膜材料是由光滑的复合纤维或珠 丝结构(bead-on-string fiber)的复合纤维构成，所述的复合纤维材料是由质量百分含量 为5% 90%的透明质酸和质量百分含量为10% 95%的聚乙二醇组成。所述的聚乙二醇的重均分子量(Mw)为大于等于0. 1万至小于5万；优选聚乙二醇 的重均分子量(Mw)为0. 1万 2万。所述的透明质酸的重均分子量(Mw)为20万 200万。所述的复合纤维膜中的复合纤维的直径为IOOnm 10 μ m。所述的珠丝结构的纤维中的珠子的直径不大于10 μ m，连接珠子的纤维的直径不 小于lOOnm。本发明的透明质酸和聚乙二醇的复合超细纤维膜材料的制备方法为将透明质酸 溶于水，配制成透明质酸水溶液，然后加入聚乙二醇得到混合液，其中，混合液中的透明质 酸与聚乙二醇的质量比为5 90 10 95 ；将混合液在室温(如25°C )下进行搅拌，得 到均一透明的混合液；将上述均一透明的混合液注入静电纺丝装置中进行静电纺丝，得到 透明质酸和聚乙二醇的复合超细纤维膜材料。所述的透明质酸水溶液的质量百分浓度为0. 5% 5%。所述的静电纺丝的条件可采用现有技术，如电压为15 30kV、溶液流量为10 100 μ L/min、接收距离为5cm 25cm。所述的得到透明质酸和聚乙二醇的复合超细纤维膜材料可在室温(如25°C )下进 一步进行真空干燥。所述的聚乙二醇的重均分子量(Mw)为大于等于0. 1万至小于5万；优选聚乙二醇 的重均分子量(Mw)为0. 1万 2万。所述的透明质酸的重均分子量(Mw)为=20万 200万。本发明中涉及的透明质酸和聚乙二醇复合超细纤维膜具有良好的生物相容性、生 物降解性及生物吸收性，同时具有质轻柔软，透气好等优点，该材料可用于止血材料，伤口 包覆材料，组织工程支架材料使用。由于本发明采用了低分子量的聚乙二醇，能够使透明质酸与聚乙二醇混合液中的 透明质酸的质量百分浓度达到5%，因此可以提高所得复合超细纤维的产率，并且可得到复 合超细纤维膜中的纤维可呈珠丝结构(bead-on-string fiber)。本发明提供的方法简单有效，采用水作为溶剂，避免了使用有机溶剂造成对环境 污染。
图1.本发明实施例1中透明质酸和聚乙二醇复合超细纤维膜的SEM图，该复合超 细纤维膜中的透明质酸的质量百分含量为90%，聚乙二醇的质量百分含量为10%。图2.本发明实施例2中透明质酸和聚乙二醇复合超细纤维膜的SEM图，该复合超 细纤维膜中的透明质酸的质量百分含量为50%，聚乙二醇的质量百分含量为50%。
具体实施例方式实施例1
将重均分子量(Mw)为200万的透明质酸溶于水，配制成质量百分浓度为2%的透 明质酸水溶液，然后加入重均分子量为1万的聚乙二醇得到混合液，其中，混合液中的透明 质酸与聚乙二醇的质量比为90 10;将混合液在25°C下进行搅拌，得到均一透明的混合 液；将上述均一透明的混合液注入静电纺丝装置中进行静电纺丝，在电压为20kV、溶液流 量为50μ L/min、接收距离为15cm的条件下进行静电纺丝，得到能够用于止血材料，伤口包 覆材料和/或组织工程支架材料使用的透明质酸和聚乙二醇的复合超细纤维膜材料。该透 明质酸和聚乙二醇复合超细纤维膜是由珠丝结构(bead-on-string fiber)的复合纤维构 成，复合纤维的平均直径为2 μ m，见图1。实施例2将重均分子量(Mw)为20万的透明质酸溶于水，配制成质量百分浓度为5%的透明 质酸水溶液，然后加入重均分子量为5万的聚乙二醇得到混合液，其中，混合液中的透明质 酸与聚乙二醇的质量比为50 50;将混合液在25°C下进行搅拌，得到均一透明的混合液； 将上述均一透明的混合液注入静电纺丝装置中进行静电纺丝，在电压为20kV、溶液流量为 50 μ L/min、接收距离为15cm的条件下进行静电纺丝，得到能够用于止血材料，伤口包覆材 料和/或组织工程支架材料使用的透明质酸和聚乙二醇的复合超细纤维膜材料。该透明质 酸和聚乙二醇复合超细纤维膜中的复合纤维的平均直径为2μπι，见图2。实施例3将重均分子量(Mw)为150万的透明质酸溶于水，配制成质量百分浓度为2%的透 明质酸水溶液，然后加入重均分子量为0.1万的聚乙二醇得到混合液，其中，混合液中的透 明质酸与聚乙二醇的质量比为5 95;将混合液在25°C下进行搅拌，得到均一透明的混合 液；将上述均一透明的混合液注入静电纺丝装置中进行静电纺丝，在电压为20kV、溶液流 量为50 μ L/min、接收距离为15cm的条件下进行静电纺丝，得到能够用于止血材料，伤口包 覆材料和/或组织工程支架材料使用的透明质酸和聚乙二醇的复合超细纤维膜材料。该透 明质酸和聚乙二醇复合超细纤维膜是由珠丝结构(bead-on-string fiber)的复合纤维构 成，复合纤维的平均直径为10 μ m。实施例4将重均分子量(Mw)为100万的透明质酸溶于水，配制成质量百分浓度为0. 5%的 透明质酸水溶液，然后加入重均分子量为2万的聚乙二醇得到混合液，其中，混合液中的透 明质酸与聚乙二醇的质量比为30 70;将混合液在25°C下进行搅拌，得到均一透明的混合 液；将上述均一透明的混合液注入静电纺丝装置中进行静电纺丝，在电压为20kV、溶液流 量为50 μ L/min、接收距离为15cm的条件下进行静电纺丝，得到能够用于止血材料，伤口包 覆材料和/或组织工程支架材料使用的透明质酸和聚乙二醇的复合超细纤维膜材料。该透 明质酸和聚乙二醇复合超细纤维膜是由珠丝结构(bead-on-string fiber)的复合纤维构 成，复合纤维的平均直径为lOOnm。
权利要求
一种透明质酸和聚乙二醇的复合纤维膜材料，其特征是所述的复合纤维膜是由光滑的复合纤维或珠丝结构的复合纤维构成，所述的复合纤维材料是由质量百分含量为5％～90％的透明质酸和质量百分含量为10％～95％的聚乙二醇组成；所述的聚乙二醇的重均分子量为大于等于0.1万至小于5万。
2.根据权利要求1所述的透明质酸和聚乙二醇的复合纤维膜材料，其特征是所述的 聚乙二醇的重均分子量为0. 1万 2万。
3.根据权利要求1所述的透明质酸和聚乙二醇的复合纤维膜材料，其特征是所述的 透明质酸的重均分子量为20万 200万。
4.根据权利要求1或3所述的透明质酸和聚乙二醇的复合纤维膜材料，其特征是所 述的复合纤维膜中的复合纤维的直径为IOOnm 10 μ m。
5.一种根据权利要求1 4任意一项所述的透明质酸和聚乙二醇的复合纤维膜材料的 制备方法，其特征是将透明质酸溶于水，配制成透明质酸水溶液，然后加入聚乙二醇得到 混合液，其中，混合液中的透明质酸与聚乙二醇的质量比为5 90 10 95;将混合液在 室温下进行搅拌，得到均一透明的混合液；将上述均一透明的混合液注入静电纺丝装置中 进行静电纺丝，得到透明质酸和聚乙二醇的复合纤维膜材料；所述的聚乙二醇的重均分子量为大于等于0. 1万至小于5万。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征是所述的聚乙二醇的重均分子量为0.1万 2万。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征是所述的透明质酸水溶液的质量百分浓度为 0. 5% 5%。
8.根据权利要求5或7所述的方法，其特征是所述的透明质酸的重均分子量为20 万 200万。
9.一种根据权利要求1 4任意一项所述的透明质酸和聚乙二醇的复合纤维膜材料的 用途，其特征是所述的透明质酸和聚乙二醇的复合纤维膜材料能够用于止血材料，伤口包 覆材料，组织工程支架材料使用。
全文摘要
本发明涉及可生物降解及可生物吸收的透明质酸和聚乙二醇的超细复合纤维膜材料及其制备方法和用途。本发明采用水作为溶剂及低分子量的聚乙二醇，得到由质量百分含量为5％～90％的透明质酸和质量百分含量为10％～95％的聚乙二醇组成的复合纤维膜材料。其中，复合超细纤维膜中的纤维可呈珠丝结构，纤维直径为100nm～10μm。由于本发明采用了低分子量的聚乙二醇，能够使透明质酸与聚乙二醇混合液中的透明质酸的质量百分浓度达到5％，因此可以提高所得复合超细纤维的产率。本发明的材料具有良好的生物相容性、生物降解性及生物吸收性，同时具有质轻柔软，透气好等优点，该材料可用于止血材料，伤口包覆材料，组织工程支架材料使用。
文档编号A61L27/18GK101892559SQ20091008434
公开日2010年11月24日 申请日期2009年5月21日 优先权日2009年5月21日
发明者许杉杉, 贺爱华, 韩志超 申请人:中国科学院化学研究所