本發明涉及一種雙重纖維結構的復合膜及其制備方法和用途,屬于生物材料。
背景技術:
1、隨著醫療行業和紡織技術的迅速發展,紡織材料在醫學領域中的應用范圍越來越廣。大多數醫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、無紡布(包括紡粘法、熔噴法、熱軋法、水刺法,現市面上大部分都是用紡粘法生產的無紡布)等。目前紡織材料已被用于感染控制、屏障材料、傷口護理、醫療設備以及心血管材料等方面。對于心血管領域而言,如:心臟封堵器阻流膜、人工血管、心臟補片等醫用材料,通常對膜材料的厚度、孔徑以及力學強度是有要求的。
2、靜電紡絲纖維膜具有極大的比表面積、高孔隙率等特點,且具有三維多孔結構,有利于細胞的增殖、分化及生長,故具有良好的組織修復性能。據現有研究可知,大部分心血管材料是通過靜電紡絲工藝制備的。然而,靜電紡絲纖維膜的力學強度較弱,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,要求材料能夠經受得住血流壓力),臨床應用效果并不理想。為了改善纖維膜的力學強度,人們嘗試了多種改進方法,如進行熱處理、化學交聯、溶劑熏蒸等后處理等,這些后處理方法提高了操作的復雜性及生產費用,不利于規模化生產,且可能會破壞纖維膜的三維網孔結構,不利于細胞的增殖、分化和生長。
3、無紡布,又稱針刺棉、針刺無紡布等,是一種非織造布,它是直接利用高聚物切片、短纖維或長絲等材料通過氣流或機械成網,然后經過水刺,針刺,或熱軋加固,最后經過后整理形成的無編織的布料,是一種柔軟的、透氣的新型纖維制品。由于無紡布具有防潮、透氣、柔韌、輕便、阻燃、無毒無味、價格低廉、可回收利用等特點,因此被廣泛用于不同行業,如:隔音、隔熱、電熱器、口罩、服裝、醫療、填充材料等。在醫學領域,無紡布常被用于口罩、防護服、手術帽、一次性手術衣、一次性醫用床單等方面。但是無紡布的纖維較粗且纖維孔徑較大,其封堵血流有效性差,較少應用于心血管領域。
4、因此,研究一種具有良好力學性能,制備方法簡單易行,能夠用于心血管領域的膜材料,成為亟待解決的技術問題。
技術實現思路
1、發明要解決的問題
2、鑒于現有技術中存在的技術問題,本發明首先提供一種雙重纖維結構的復合膜。本發明的雙重纖維結構的復合膜同時包括具有多孔結構的第一纖維層和第二纖維層,第一纖維層具有細纖維結構,柔韌性好,纖維結構致密,有利于細胞的粘附與生長,第二纖維層具有粗纖維結構,粗纖維可以幫助提高復合膜的力學強度,并且復合膜中部分粗纖維與細纖維通過粘合劑粘結,使得復合膜不易分層,整體具有良好的力學性能,生物相容性良好,在心血管領域方面具有廣泛的應用前景。
3、本發明還提供一種雙重纖維結構復合膜的制備方法,該制備方法簡單易行,原料易于獲取,適合大批量生產。
4、用于解決問題的方案
5、本發明提供一種雙重纖維結構的復合膜,其包括:具有多孔結構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粘合劑粘接。
8、進一步地,所述第一纖維層、第二纖維層和粘合劑的質量比為1:(0.2~3):(0.1~1),優選為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構。
10、進一步地,所述復合膜至少具有如下特征之一:
11、所述復合膜的厚度為0.05~0.3mm;
12、所述復合膜的拉伸強度為14~25mpa;
13、所述復合膜的縫合最大拉出應力為3.5~7.0n。
14、進一步地,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量比為1:(0~1),優選為1:(0.1~0.5);
15、優選地,所述疏水性材料包括聚乳酸、聚左旋乳酸、聚己內酯、聚乳酸-羥基乙酸共聚物、聚三亞甲基碳酸酯、聚l-丙交酯-己內酯、聚氨酯中的一種或兩種以上的組合;
16、更優選地,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、透明質酸鈉、海藻酸鹽中的一種或兩種以上的組合。
17、進一步地,所述第二纖維層的材料包括聚乳酸、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚酰胺中的一種或兩種以上的組合。
18、進一步地,所述粘合劑包括親水性粘合劑;優選地,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、透明質酸鈉或其衍生物其中的一種或兩種以上的組合。
19、進一步地,所述復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的一面,并且,所述第三纖維絲的直徑為0.1~5μm。
22、本發明還提供一種根據本發明所述的復合膜的制備方法,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、優選地,所述制備方法包括以下步驟:
24、將無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,得到復合膜。
27、進一步地,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的一面平鋪一層無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,得到復合膜。
30、本發明又提供一種根據本發明所述雙重纖維結構的復合膜用于制備人工血管、心臟封堵器阻流膜、血管密網支架或血管封堵器止血傘中的用途。
31、發明的效果
32、本發明的雙重纖維結構的復合膜同時包括具有多孔結構的第一纖維層和第二纖維層,第一纖維層具有細纖維結構,柔韌性好,纖維結構致密,有利于細胞的粘附與生長,第二纖維層具有粗纖維結構,粗纖維可以幫助提高復合膜的力學強度,并且復合膜中部分粗纖維與細纖維通過粘合劑粘結,使得復合膜不易分層,整體具有良好的力學性能。
33、本發明的雙重纖維結構的復合膜中,由于粘合劑不完全覆蓋復合膜的纖維結構,復合膜仍然保留了部分三維纖維網絡結構,有利于細胞粘附、增殖和生長,具有良好的生物相容性。
34、本發明的雙重纖維結構的復合膜具有較薄的厚度,便于通過介入方式進行輸送和使用,并且具有較好的拉伸強度和縫合最大拉出應力,在心血管領域具有廣泛的應用前景,如作為心臟封堵器阻流膜、人工血管、血管密網支架或血管封堵器止血傘等。
35、本發明的雙重纖維結構復合膜的制備方法簡單易行,原料易于獲取,適合大批量生產。