[發(fā)明專利]一種納米級絲蛋白－羥基磷灰石礦化復(fù)合纖維的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810063411.X
• 申請日: 2008-08-01
• 公開（公告）號: CN101327341A
• 公開（公告）日: 2008-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚菊明;孔祥東;蔡玉榮
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江理工大學(xué)
• 主分類號: A61L27/46
• 分類號: A61L27/46;A61L27/56;A61F2/28
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 林懷禹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，特別涉及一種納米級絲蛋白-羥基磷灰石礦化復(fù)合纖維的制備方法。

背景技術(shù)

硬組織(骨、牙)替代材料是生物醫(yī)學(xué)材料中的一大類，具有量大面廣的特點。美國國內(nèi)每年涉及骨置換的外科治療已超過100萬人次，而對我國這樣一個人口眾多的發(fā)展中國家，潛在的巨大需求是不言而喻的。體內(nèi)骨組織是受細胞高度調(diào)節(jié)控制生長而成的生物礦化組織，由兩大部分構(gòu)成——有機質(zhì)和無機質(zhì)。成年人的有機質(zhì)占30％，主要是骨膠原纖維束，它作為骨的網(wǎng)狀支架，賦予骨的彈性和韌性；無機質(zhì)，主要是羥基磷灰石結(jié)晶，另外還包括硅、鎂、鉀、鈉、鋅等礦質(zhì)元素)占70％，決定骨骼的硬度及剛性特征，同時，羥基磷灰石結(jié)晶的純度對其活性起著很大的作用。隨著組織工程學(xué)的發(fā)展，國內(nèi)外利用仿生自組裝的概念，通過控制生物礦化過程，設(shè)計生物材料并將其用于骨組織的修復(fù)取得了較大的進步(S.I.Stupp；P.V.Braun，Molecular?manipulation?ofmicrostructures：Biomaterials，ceramics，and?semiconductors.Science，1997；277：1242-1248)。當(dāng)前，國內(nèi)外的相關(guān)模擬生物礦化及相關(guān)骨組織工程材料的研究中，選用的蛋白質(zhì)大多為I型膠原蛋白，這是因為天然骨中I型膠原蛋白是含量最多的有機基質(zhì)。作為天然骨的成分，膠原蛋白雖然具有一定的優(yōu)勢，但它也有自身劣勢。首先，目前骨材料中選用的膠原蛋白的提純工藝復(fù)雜，低純度膠原則容易引起炎癥反應(yīng)等問題；其次，目前臨床應(yīng)用較多的是哺乳動物牛肌腱中提取的膠原蛋白，存在著瘋牛病等牲畜疾病與人交叉感染的潛在威脅。因此，利用膠原以外的有機基質(zhì)，如絲蛋白，作為調(diào)制生物礦化的模板，從而制備骨組織修復(fù)材料可能是一條理想的途徑。

我國是蠶絲生產(chǎn)和出口大國，蠶絲纖維產(chǎn)量約占世界產(chǎn)量的80％。家蠶絲主要是由絲素和絲膠兩部分組成，通過對天然蠶絲在低濃度肥皂水中煮沸可以去除絲膠而得到絲素。絲膠是一種球狀蛋白，易溶于水，但它是一種潛在的過敏源，會引發(fā)Type?I型過敏反應(yīng)。而絲素是天然蠶絲的主要組成部分，約占其總質(zhì)量的70％，是一種纖維蛋白，具有良好的生物相容性。絲素由18種氨基酸組成，其中賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、甘氨酸、蘇氨酸、亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸為人體必須從體外攝取的八種氨基酸。因此，絲蛋白除了應(yīng)用于紡織面料外，還廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，如手術(shù)縫合線，控制緩釋給藥，人工皮膚等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種納米級絲蛋白-羥基磷灰石礦化復(fù)合纖維的制備方法。

本發(fā)明的一種納米級絲蛋白-羥基磷灰石礦化復(fù)合纖維的制備方法，該方法依次包括下列步驟：

(1)天然蠶絲在含質(zhì)量百分比濃度為0.5％Na₂CO₃溶液中煮沸30～60分鐘，用蒸餾水充分洗滌后得去除絲膠后的絲蛋白；

(2)將所得絲蛋白在40～45℃條件下，溶解于飽和溴化鋰水溶液，在蒸餾水中透析3天，得純絲蛋白溶液；

(3)將裝有純絲蛋白溶液的透析袋浸沒于含有堿金屬離子的水溶液中12～36小時；堿金屬離子的濃度為0.5～2mol/L；

(4)在步驟(3)的溶液中滴加含有鈣離子的水溶液，并且不斷攪拌；

(5)在步驟(4)的溶液中滴加含有磷酸根離子的水溶液，并且不斷攪拌。最終鈣離子與磷酸根離子的終濃度分別為0.02～0.1mol/L和0.01～0.05mol/L；最終絲蛋白的質(zhì)量百分比濃度為0.1％～1％，pH為6～8；

(6)將步驟(5)的溶液攪拌5～15分鐘，然后離心分離出沉淀，用去離子水洗滌去掉多余的鹽分；

(7)將步驟(6)洗滌后的沉淀物放入真空干燥箱在40～45℃下干燥，即得納米級絲蛋白-羥基磷灰石礦化復(fù)合纖維。

步驟(2)中飽和溴化鋰水溶液的濃度為9mol/L。

步驟(3)中，所述含有堿金屬離子的水溶液為氯化鉀溶液、氯化鈉溶液或氯化鉀和氯化鈉的混合溶液。

步驟(4)中，所述含有鈣離子的水溶液為氯化鈣溶液或硝酸鈣溶液。

步驟(5)中，所述含有磷酸根離子的水溶液為磷酸二氫鈉溶液、磷酸氫二鈉溶液、磷酸氫二鉀溶液或磷酸二氫鉀溶液。

所述的天然蠶絲為家蠶絲、天蠶絲、蓖麻蠶絲或柞蠶絲。

本發(fā)明的有益效果是：