一种超吸水性多孔丝素蛋白敷料及其制备方法

本发明涉及医用材料，具体涉及一种超吸水性多孔丝素蛋白敷料及其制备方法。

背景技术：

1、丝素蛋白是从蚕茧中提取的天然高分子纤维蛋白，含有18种氨基酸，其中甘氨酸、丙氨酸和丝氨酸约占其总组成的80％以上；丝素蛋白具有优异的生物相容性、力学性能、稳定性等，且无细胞毒性，在医疗领域具有广泛的应用前景，能够被用于组织工程支架材料、药物载体、创伤敷料、骨修复材料、神经修复材料、血管修复材料等。研究表明，具有微纳结构的生物医用材料能刺激并调控细胞行为，并能加强材料与组织的相容性，且丝素蛋白敷料在伤口创面上易粘，具有阻菌、抗炎作用，可以加速伤口愈合。

2、现有技术中，多种丝素蛋白基微纳米材料被开发出来用于医用材料领域，如公开号为cn108553689a的中国专利文献公开了一种具有纳米纤维微结构的丝素多孔微球，该微球的制备方法包括：将蚕茧剪碎、脱胶、溶解后，再经过过滤、透析、浓缩，获得1.75％-7％(w/v)丝素蛋白水溶液；在搅拌情况下，滴加异丙醇于丝素溶液中，搅拌，静置；取石油醚低温预冷3.5h以上，冻干后得到。该微球具有纳米纤维微结构，能够促进细胞黏附增殖，且可注射，易于施用。

3、公开号为cn116854872a的中国专利文献公开了一种丝素蛋白水凝胶的制备方法，该方法将蚕丝加入碳酸钠溶液中，加热，得到脱胶蚕丝；将脱胶蚕丝溶于溴化锂溶液中，加入甲基丙烯酸缩水甘油酯进行反应，得到反应液；将反应液进行透析，得到上清液；将上清液冻干，得到冻干蛋白；将抗菌剂溶液与光引发剂溶液混合，加入冻干蛋白，用蓝紫光照射，得到丝素蛋白水凝胶。该产品丝素蛋白水凝胶具有优异的抗菌性能。

4、公开号为cn114716726a的中国专利文献公开了一种大孔丝素蛋白水凝胶的制备方法，该发明在再生丝素蛋白溶液中加入光催化剂和引发剂，混合均匀；所述的光催化剂为ru(bpy)3cl2·6h2o；所述的引发剂为过硫酸盐；随后降温冷冻，形成稳定的冰晶和丝素蛋白的混合物，光照射交联，进一步避光升温融化，清洗后得到大孔丝素蛋白水凝胶，该水凝胶具有较强的抗压缩能力。

5、但是上述丝素蛋白基微纳米材料的制备过程中，需要多种助剂的作用，孔径结构和吸水性能有待进一步改善。

技术实现思路

1、本发明提供了一种超吸水性多孔丝素蛋白敷料的制备方法，工艺路线简单高效，制得的丝素蛋白敷料具有贯穿通孔结构，以及超吸水性能和良好的生物相容性，在生物医用材料领域具有广泛的应用前景。

2、具体采用的技术方案如下：

3、一种超吸水性多孔丝素蛋白敷料的制备方法，包括以下步骤：

4、(1)将蚕茧剪碎、na2co3脱胶后得到脱胶蚕丝；将脱胶蚕丝溶于溴化锂溶液中，再利用超纯水透析，离心除杂后得到丝素蛋白原液；

5、(2)将丝素蛋白原液用水稀释，得到1wt％～20wt％的丝素蛋白溶液，加入异丙醇，搅拌得到样品溶液，样品溶液经过多阶段预冻后冷冻干燥，利用交联剂交联后得到所述的超吸水性多孔丝素蛋白敷料；

6、步骤(2)中，异丙醇的加入量和丝素蛋白溶液的体积比为0.5～1.2:1；多阶段预冻过程中，第一阶段预冻的参数为-4～-20℃，0.5～8h，第二阶段预冻的参数为-60～-120℃，4～48h。

7、对于组织培养，小孔径会限制细胞运动、扩散以及营养物质和代谢废物的分子扩散，因此本发明提供了一种具有贯穿大通孔结构的丝素蛋白敷料的制备方法，首先利用异丙醇使丝素蛋白大分子迅速的β折叠化，结构稳定后，再利用低温冻融技术和冷冻干燥法使得丝素蛋白大分子组装成疏松多孔的超吸水丝素蛋白敷料，其中异丙醇的添加量不能低于丝素蛋白溶液体积的0.5倍，也不能高于1.2倍，否则无法形成大通孔结构；第一阶段预冻处理能够使异丙醇和丝素蛋白溶液充分且均匀反应，第二阶段预冻处理可以使体系中液态水分子转化为固态水分子，冷冻干燥过程中抽取体系中的水分子。

8、优选的，步骤(1)中，透析过程中使用3500da的透析袋(截留分子量＞3500da的分子)，离心过程的参数为：6000～10000rpm，1～20min。

9、优选的，所述的丝素蛋白溶液的浓度为8wt％～10wt％，异丙醇的加入量和丝素蛋白溶液的体积比为1～1.2:1。在上述参数下，制备得到的产品丝素蛋白敷料的吸水性更好。

10、优选的，加入异丙醇后磁力搅拌混合，搅拌转速为100～1000rpm，搅拌时间为30～180s。

11、优选的，所述的冷冻干燥的参数为：-40～-80℃，8～48h。

12、具体的，所述的交联剂包括环氧氯丙烷或戊二醛。

13、优选的，所述的交联剂为戊二醛；交联方法为：将冷冻干燥后的样品浸泡在戊二醛溶液中，戊二醛溶液的质量体积浓度为0.1％～5％(g/ml)，戊二醛浸泡时间为8～12min。戊二醛交联能够提高基材的强度和刚度，降低材料的收缩率和膨胀系数，从而增强材料的稳定性和可靠性。

14、本发明还提供了所述的超吸水性多孔丝素蛋白敷料的制备方法制得的超吸水性多孔丝素蛋白敷料。该超吸水性多孔丝素蛋白敷料的吸水性超过600％。

15、本发明还提供了所述的超吸水性多孔丝素蛋白敷料在生物医用材料领域中的应用。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

17、(1)本发明提供了一种制备方法简单、原料易于获取的超吸水性多孔丝素蛋白敷料的制备方法，通过选用特定比值的异丙醇溶剂，控制其添加量，以及结合特定的工艺路线，制备得到了一种具有贯穿通孔结构的丝素蛋白敷料，其吸水性和透气性好，溶胀吸水率在30min内可达到600％。

18、(2)本发明提供的超吸水性多孔丝素蛋白敷料，其吸水性和透气性好，用作创面修复时，在伤口创面上易粘，可以防止细菌入侵，促进细胞增殖，在保持足够湿度的同时防止细胞脱水，且无细胞毒性，可降解，在生物医用材料领域具有广泛的应用前景。

技术特征：

1.一种超吸水性多孔丝素蛋白敷料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的超吸水性多孔丝素蛋白敷料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，透析过程截留分子量＞3500da的分子，离心过程的参数为：6000～10000rpm，1～20min。

3.根据权利要求1所述的超吸水性多孔丝素蛋白敷料的制备方法，其特征在于，所述的丝素蛋白溶液的浓度为8wt％～10wt％，异丙醇的加入量和丝素蛋白溶液的体积比为1～1.2:1。

4.根据权利要求1所述的超吸水性多孔丝素蛋白敷料的制备方法，其特征在于，加入异丙醇后磁力搅拌混合，搅拌转速为100～1000rpm，搅拌时间为30～180s。

5.根据权利要求1所述的超吸水性多孔丝素蛋白敷料的制备方法，其特征在于，所述的冷冻干燥的参数为：-40～-80℃，8～48h。

6.根据权利要求1所述的超吸水性多孔丝素蛋白敷料的制备方法，其特征在于，所述的交联剂包括环氧氯丙烷或戊二醛。

7.根据权利要求1所述的超吸水性多孔丝素蛋白敷料的制备方法，其特征在于，所述的交联剂为戊二醛；交联方法为：将冷冻干燥后的样品浸泡在戊二醛溶液中，戊二醛溶液的质量体积浓度为0.1％～5％，戊二醛浸泡时间为8～12min。

8.根据权利要求1-7任一所述的超吸水性多孔丝素蛋白敷料的制备方法制得的超吸水性多孔丝素蛋白敷料。

9.根据权利要求8所述的超吸水性多孔丝素蛋白敷料在生物医用材料领域中的应用。

技术总结
本发明公开了一种超吸水性多孔丝素蛋白敷料及其制备方法，属于医用材料技术领域，该丝素蛋白敷料的制备方法包括：(1)将蚕茧剪碎、Na<subgt;2</subgt;CO<subgt;3</subgt;脱胶后得到脱胶蚕丝；将脱胶蚕丝溶于溴化锂溶液中，再利用超纯水透析，离心除杂后得到丝素蛋白原液；(2)将丝素蛋白原液用水稀释，得到1wt％～20wt％的丝素蛋白溶液，加入异丙醇，搅拌得到样品溶液，样品溶液经过多阶段预冻后冷冻干燥，利用交联剂交联后得到所述的超吸水性多孔丝素蛋白敷料。本发明工艺路线简单高效，制得的丝素蛋白敷料具有超吸水性能和良好的生物相容性，在生物医用材料领域具有广泛的应用前景。

技术研发人员：计剑,任科峰,杨福廷
受保护的技术使用者：浙江大学绍兴研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/8