[發(fā)明專利]一種絲蛋白海綿及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710301039.0
• 申請(qǐng)日: 2017-05-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107080860B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 祝文莉;呂強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 絲納特（蘇州）生物科技有限公司
• 主分類號(hào): A61L27/22
• 分類號(hào): A61L27/22;A61L27/56;A61L27/58
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮

本發(fā)明提供一種絲蛋白海綿及其制備方法，所述絲蛋白海綿為納米纖維?微孔復(fù)合結(jié)構(gòu)的非晶結(jié)構(gòu)，且不溶于水。本申請(qǐng)還提供了所述絲蛋白海綿的制備方法，包括以下步驟：A)將非晶絲蛋白納米纖維水溶液的濃度進(jìn)行調(diào)整；B)將步驟A)得到的非晶絲蛋白納米纖維溶液進(jìn)行冷凍；C)將步驟B)得到的非晶絲蛋白納米纖維進(jìn)行凍干，得到絲蛋白海綿。本申請(qǐng)通過(guò)上述步驟制備了完全由納米纖維組成，同時(shí)還為非晶結(jié)構(gòu)的多孔絲蛋白海綿。同原有制備絲蛋白海綿的方法不同，該種海綿材料的制備不僅完全不需要其他處理方式誘導(dǎo)結(jié)晶來(lái)實(shí)現(xiàn)其在水中的穩(wěn)定性，該種制備方法避免了其他誘導(dǎo)劑如甲醇、酸等的使用，工藝簡(jiǎn)單，綠色環(huán)保，生物相容性優(yōu)異。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種絲蛋白海綿及其制備方法。

背景技術(shù)

絲蛋白由于優(yōu)異的生物相容性、力學(xué)性能、可降解性、易于成形以及能夠在水溶液中進(jìn)行處理等優(yōu)點(diǎn)在生物醫(yī)用材料領(lǐng)域受到廣泛的關(guān)注。具有多孔結(jié)構(gòu)的絲蛋白海綿已經(jīng)廣泛應(yīng)用于不同組織修復(fù)的實(shí)驗(yàn)室研究中，并有多個(gè)產(chǎn)品正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)，因此，絲蛋白海綿材料是絲蛋白基生物材料最為重要的組成部分，具有廣泛的應(yīng)用前景。

研究者開(kāi)發(fā)出了多種制備絲蛋白海綿的方法，主要包括鹽析法和冷凍干燥法；鹽析法制備的多孔海綿主要構(gòu)象為beta-sheet結(jié)晶，力學(xué)性能高，不適合應(yīng)用于軟組織修復(fù)；冷凍干燥法所制備的絲蛋白，盡管一般為非晶結(jié)構(gòu)，但其會(huì)在水中溶解，導(dǎo)致其無(wú)法應(yīng)用，只能通過(guò)醇處理、真空水處理來(lái)誘導(dǎo)形成beta-sheet，最終獲得不溶于水的海綿材料。因此，盡管有多種方法如添加高結(jié)晶絲蛋白誘導(dǎo)、利用酸來(lái)抑制結(jié)晶等降低海綿的結(jié)晶度，在保持海綿在水中穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上來(lái)降低海綿的硬度，但是絲蛋白多孔海綿水不溶性，力學(xué)性能以及晶體結(jié)構(gòu)之間的內(nèi)在矛盾仍然缺乏解決的方法。另一方面，近年來(lái)，仿細(xì)胞外基質(zhì)納米纖維結(jié)構(gòu)的引入已經(jīng)成為提高材料生物相容性的有效手段，目前研究已有通過(guò)添加納米纖維誘導(dǎo)的方法來(lái)提高絲蛋白海綿中納米纖維結(jié)構(gòu)的比例，但完全由納米纖維組成，具有復(fù)合結(jié)構(gòu)的絲蛋白海綿仍需持續(xù)研究。

最近，申請(qǐng)人研究開(kāi)發(fā)出一種非晶結(jié)構(gòu)的絲蛋白納米纖維，其直徑在10～20nm，長(zhǎng)度在100nm～1μm，具有良好的親水性，能夠形成高濃度的絲蛋白溶液，這使得以此為基礎(chǔ)制備完全由納米纖維組成，具有復(fù)合結(jié)構(gòu)的絲蛋白海綿成為可能。然而，上述非晶結(jié)構(gòu)的絲蛋白納米纖維為亞穩(wěn)態(tài)，易于隨著溫度、時(shí)間等的變化轉(zhuǎn)變成高結(jié)晶的絲蛋白纖維，從而形成凝膠。如何避免制備過(guò)程中beta-sheet的形成，是制備具有納米纖維-多孔復(fù)合結(jié)構(gòu)的絲蛋白海綿材料亟需解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

因此，基于上述進(jìn)展，有必要通過(guò)精細(xì)控制制備過(guò)程中絲蛋白的分子運(yùn)動(dòng)性，在抑制絲蛋白形成結(jié)晶態(tài)的同時(shí)，提高分子之間相互作用，最終制備由非晶結(jié)構(gòu)組成，且不溶于水的絲蛋白海綿材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種絲蛋白海綿及其制備方法，本申請(qǐng)?zhí)峁┑慕z蛋白海綿不溶于水，且具有非晶結(jié)構(gòu)。

有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N絲蛋白海綿，所述絲蛋白海綿為納米纖維-微孔復(fù)合結(jié)構(gòu)的非晶結(jié)構(gòu)，所述絲蛋白海綿不溶于水。

優(yōu)選的，所述絲蛋白海綿的納米纖維的直徑為10～20nm，長(zhǎng)度為100nm～1μm，所述絲蛋白海綿的孔徑為50～800μm。

本申請(qǐng)還提供了上述方案所述的絲蛋白海綿的制備方法，包括以下步驟：

A)，將非晶絲蛋白納米纖維水溶液的濃度進(jìn)行調(diào)整；

B)，將步驟A)得到的非晶絲蛋白納米纖維溶液進(jìn)行冷凍；

C)，將步驟B)得到的非晶絲蛋白納米纖維進(jìn)行凍干，得到絲蛋白海綿。

優(yōu)選的，步驟A)中，所述非晶絲蛋白納米纖維水溶液的濃度進(jìn)行調(diào)整的方式為加水稀釋或濃縮。

優(yōu)選的，所述濃縮的方式為揮發(fā)濃縮或PEO置換濃縮。