[發(fā)明專利]一種絲素蛋白/海藻酸鹽水凝膠材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310677583.7
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN103709418A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設計）人: 明津法;左保齊
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08L89/00;C08L5/04;A61L27/26;A61L27/22;A61L27/20;A61L27/52
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

技術領域

本發(fā)明涉及一種水凝膠材料及其制備方法，具體涉及一種絲素蛋白/海藻酸鹽水凝膠材料及其制備方法。

背景技術

水凝膠是一類集吸水、保水、控釋于一體的高分子功能材料，其性質類似于細胞外基質部分，吸水后可減少對周圍組織的摩擦和機械作用，可改善材料的生物學性能。由于其獨特的吸水、保水和仿生特性，水凝膠材料可作為藥物緩釋劑、組織工程支架材料等應用于生物醫(yī)藥領域。

水凝膠包括天然水凝膠和合成水凝膠，天然水凝膠材料主要是膠原蛋白（纖維蛋白、糖蛋白等）、透明質酸、海藻酸、殼聚糖等；合成水凝膠材料主要是聚乙烯醇、聚乳酸等。

絲素蛋白是一種純天然高分子材料，同膠原蛋白一樣具有良好的體內(nèi)、體外生物相容性(參見:?Gregory?H?Altman,?et?al,?Biomaterials,?2003,?401-416)，適合用作生物材料。絲素蛋白水凝膠可由絲素蛋白溶液制得，絲素蛋白水溶液在室溫或37℃下靜置會逐漸轉向凝膠化，但凝膠時間較長，通常室溫狀態(tài)下在1個月左右或37℃下1周左右。當絲素蛋白溶液的pH值為3-4時，絲素蛋白溶液2天就可凝膠化(參見:?Charu?Vepari,?David?L.?Kaplan.?Prog.?Polym.?Sci.??2007,?991-1007）。同時，提高溶液的濃度、溫度等參數(shù)也會加速絲素蛋白溶液的凝膠化過程(參見:?Ung-Jin?Kim,?et?al.?Biomacromolecules,?2004,?786-792)。中國專利CN101502670B公開了一種采用超聲波的方法制備絲素蛋白凝膠材料，采用超聲波震蕩處理的方法，不添加化學交聯(lián)劑，在短時間內(nèi)將絲素蛋白水溶液形成為水凝膠。但是，以上各種方法制備的絲素蛋白凝膠質脆、柔韌性差，降低了其實用價值。

為了克服純絲素蛋白凝膠機械性能差的缺點，國內(nèi)外大量科研工作者采用高聚物材料制備絲素蛋白/高聚物材料復合水凝膠(參見:?Joydip?Kundu,?et?al.?Acta?Biomaterialia,?2012,?1720-1729;?Eun?Seok?Gil,?et?al.?Langmuir,?2010,?15614-15624)，但高聚物的加入會影響絲素蛋白水凝膠的降解速度和生物相容性。

另外，組織工程材料的設計應最大限度仿生人體細胞外基質(ECM)的結構和功能的特點，才能有效地解決材料的生物相容性等問題。人體內(nèi)細胞外基質主要由蛋白質和糖氨聚糖交聯(lián)而成的納米纖維凝膠網(wǎng)絡。海藻酸鹽是目前研究較為廣泛的天然多糖，主要應用于食品加工、醫(yī)藥領域（藥物緩釋載體、細胞培養(yǎng)）等。海藻酸鹽具有良好的生物相容性，一旦形成凝膠，便具有較好的機械性能。因此，將絲素蛋白和海藻酸鹽共混制備的絲素蛋白復合水凝膠有望篩選出從結構、組成和功能上仿生細胞外基質的理想的組織工程支架；將絲素蛋白和海藻酸鹽共混制備的復合水凝膠的方法至今尚未見報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種絲素蛋白/海藻酸鹽水凝膠材料的制備方法。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種絲素蛋白/海藻酸鹽水凝膠材料的制備方法，包括如下步驟：

(a)蠶絲蛋白溶液的制備：蠶絲經(jīng)脫膠、溶解、透析、過濾，制備成絲素蛋白溶液；

(b)海藻酸鹽溶液的制備：將水溶性海藻酸鹽配制成濃度為0.01%～50%的水溶液；

(c)混合步驟(a)制備的絲素蛋白溶液與步驟(b)制備的海藻酸鹽溶液，攪拌均勻，并調(diào)節(jié)混合溶液pH值為1～11，然后在一定溫度下，靜置反應，生成膠狀物；所述絲素蛋白和海藻酸鹽的質量比為99:1～1:99；

(d)將上述膠狀物冷凍干燥，制得絲素蛋白/海藻酸鹽水凝膠材料。

上述技術方案中，所述步驟(a)中的蠶絲選自桑蠶絲、柞蠶絲、蓖麻蠶絲、天蠶絲、樟蠶絲、木薯蠶絲、柳蠶絲中的一種；溶解蠶絲的溶劑沒有限制，可以為溴化鋰溶液（9.3M），溴化鋰/乙醇（40:60，質量比），溴化鋰/乙醇/水（44:45:11，質量比）或者氯化鈣/乙醇/水（1:2:8，摩爾比）。

上述技術方案中，所述步驟(a)中絲素蛋白溶液中絲素蛋白的質量分數(shù)為0.01%～80%。

上述技術方案中，所述步驟(b)中海藻酸鹽選自海藻酸鈉、海藻酸鉀、海藻酸鎂、海藻酸鈣和海藻酸銨中的一種。

上述技術方案中，所述步驟(c)中調(diào)節(jié)混合溶液pH值的試劑為鹽酸或者氫氧化鈉；靜置反應溫度為5～60℃；靜置反應時間為1min～5h。