一种利用静电纺丝制备聚肽共聚物多孔纳米纤维的方法
【专利摘要】本发明一种利用静电纺丝制备聚肽共聚物多孔纳米纤维的方法，首先，对疏水性均聚肽聚进行亲水改性，制备成聚(γ-苄基L-谷氨酸酯-羟乙谷酰胺)或聚(γ-苄基L-谷氨酸酯)-g-聚乙二醇接枝共聚物；其次，利用不同挥发性能的溶剂配制成复配溶剂，再配制成纺丝原液；再次，通过高压静电纺丝法进行纺丝；最后，将纺丝置于真空干燥箱室温下干燥3小时以上，获得多孔高比表面积纳米纤维。细胞毒性实验表明，本发明所制备的多孔高比表面积纳米纤维无细胞毒性，生物相容性好，可作为细胞生长的多孔支架，促进细胞的迁移和增殖，在组织工程支架材料制备方面具有较好的应用价值；此外，在医用敷料、药物缓释、人工器官、污水处理等领域也有应用前景。
【专利说明】ー种利用静电纺丝制备聚肽共聚物多孔纳米纤维的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及功能性纤维制备的【技术领域】，具体地说，是ー种利用静电纺丝制备聚肽共聚物多孔纳米纤维的方法。
【背景技术】
[0002]20世纪90年代以后，随着纳米技术的不断发展，静电纺丝法成为制备纳米纤维的主要方法之一。静电纺丝法是聚合物溶液或熔体在静电作用下进行喷射、拉伸而获得纳米或微米级纤维的ー种方法。可用于静电纺丝的材料十分广泛，既包括大部分合成高聚物，也包括ー些天然高分子材料，如壳聚糖、明胶等。合成聚肽是一类优良的生物可降解材料，对生物体无毒副作用，具有与天然蛋白相同的主链结构，有良好的生物相容性，被广泛应用于药物缓释、医用胶黏剂等生物医用材料领域。
[0003]与蛋白质类似，聚肽分子中大量的-NH-和-C00-之间能形成分子内与分子间的氢键。当氢键受到破坏时，溶液中的聚肽分子链呈柔性的无规则线团构象，溶液呈现各向同性。当溶液浓度、酸度、温度等环境条件改变使得分子内或分子间氢键相互作用得到加强时，分子链ニ级结构会由无规则线团转变为刚性a -螺旋或P-折叠片的链构象。这种环境变化导致的分子链构象转变与生物成丝过程中丝素蛋白ニ级结构的转变非常相似。同吋，由于聚肽分子累积偶极矩较大，外加电场会促进无规则线团构象向有序的a -螺旋构象或P -折叠片构象转变，使分子在外电场作用下发生取向排列。这种外电场下高取向的特点使得聚肽非常适合于制备电纺纤维。但是，由于大多数合成聚肽为疏水性物质，其细胞的粘附性能不佳，使其在组织工程领域的应用受到制约。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服上述合成聚肽的不足，提供ー种利用静电纺丝制备聚肽共聚物多孔纳米纤维的方法，它利用亲水改性的聚肽共聚物制备多孔高比表面积纳米纤维，获得的纳米纤维的亲水基团及多孔高比表面积有利于细胞的粘附生长，使所述多孔高比表面积纳米纤维在组织工程支架材料、医用敷料、药物缓释、人工器官等领域具有良好的应用前景；此外，高比表面积的多孔特性还可使所述纳米纤维应用于过滤膜、污水处理、药物吸附和个体防护等领域。
[0005]为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案。
[0006]首先，对疏水性均肽——聚(V -节基L-谷氨酸酯)(PBLG)进行亲水改性，以こ醇胺(ETA)及聚氧こ烯单甲醚(Me-PEG-OH)取代PBLG侧链苯甲基团，获得聚(y -苄基L-谷氨酸酷-羟こ谷酰胺)无规共聚物[P(BLG-HEG)]以及聚(V -苄基L-谷氨酸酷)マ-聚こニ醇接枝共聚物(PBLG-ダ-PEG);其次，以不同挥发性有机溶剂复配后作为溶剂，溶解聚肽共聚物，获得均匀可纺的电纺丝原液；然后，进行高压静电纺丝，制备多孔高比表面积纳米纤维。[0007]—种利用静电纺丝制备聚肽共聚物多孔纳米纤维的方法，其特征是，其制备步骤如下:
(1)对均聚肽进行亲水改性
对疏水性的聚肽——聚(V -苄基L-谷氨酸酯)(PBLG)进行亲水改性，将其部分侧链苯甲基团(-CH2-C6H5)改为亲水性的-NH-CH2-CH2-OH基团，制得聚(-苄基L-谷氨酸酷-羟こ谷酰胺[P(BLG-HEG)]无规共聚物；或者将其部分侧链苯甲基团(-CH2-C6H5)改为聚乙二醇(PEG)，制得聚(v -苄基L-谷氨酸酷)マ-聚乙二醇接枝共聚物(PBLG-^-PEG)；其结构通式为:
【权利要求】
1.ー种利用静电纺丝制备聚肽共聚物多孔纳米纤维的方法，其特征在于，其制备步骤如下: (1)对均聚肽进行亲水改性对疏水性的聚肽-聚(y-苄基L-谷氨酸酯)(PBLG)进行亲水改性，将其部分侧链苯甲基团(-CH2-C6H5)改为亲水性的-NH-CH2-CH2-OH基团，制得聚(V -苄基L-谷氨酸酷-羟こ谷酰胺[P(BLG-HEG)]无规共聚物；或者将其部分侧链苯甲基团(-CH2-C6H5)改为聚乙二醇(PEG)，制得聚(V -苄基L-谷氨酸酷)-ダ-聚乙二醇接枝共聚物(PBLG-ダ-PEG);其结构通式为:
2.根据权利要求1所述的ー种利用静电纺丝制备聚肽共聚物多孔纳米纤维的方法，其特征在于，步骤(1)所述聚(V -苄基L-谷氨酸酯)(PBLG)的分子量为150000~230000g/mol。
3.根据权利要求1所述的ー种利用静电纺丝制备聚肽共聚物多孔纳米纤维的方法，其特征在于，步骤(1)所述聚(‘1-苄基L-谷氨酸酷-羟こ谷酰胺)[P(BLG-HEG)]中こ醇胺(ETA)的取代度为5%~11%。
4.根据权利要求1所述的ー种利用静电纺丝制备聚肽共聚物多孔纳米纤维的方法，其特征在于，步骤(1)所述聚(Y -苄基L-谷氨酸酷)マ-聚乙二醇接枝共聚物(PBLGマ-PEG)中聚氧乙烯单甲醚(Me-PEG-OH)的分子量为150~2000g/mol，聚乙二醇(PEG)的取代度为0.8% ~Tl。
5.根据权利要求1所述的ー种利用静电纺丝制备聚肽共聚物多孔纳米纤维的方法，其特征在于，步骤(2)所述的复配溶剂是体积比为10:90~95:5 (v:v)的四氢呋喃/ 二氯甲烷(THF/DCM)或二氯甲烷/三氟こ酸(DCM/TFA)或三氯甲烷/三氟こ酸(TCM/TFA)复配溶剂。
6.根据权利要求1所述的ー种利用静电纺丝制备聚肽共聚物多孔纳米纤维的方法，其特征在于， 步骤(2)所述静电纺丝原液的浓度为5%~13%(w/v)。
【文档编号】D01F6/80GK103590133SQ201310471134
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年10月11日 优先权日:2013年10月11日
【发明者】陈涛, 张帆, 林嘉平, 林绍粱 申请人:华东理工大学