[發明專利]絲素微納米纖維微球及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202011087312.2
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112316914B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 張強;范紅豆;閆書芹;黃傲;胡展翱;尤仁傳;李秀芳;羅祖維
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;D01F4/02;D01F8/02;D01F8/18;D01F1/10;C12N5/00
• 代理公司: 武漢卓越志誠知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42266
• 代理人: 胡婷婷

本發明提供了一種絲素微納米纖維微球及其制備方法與應用。本發明使用CaCl₂/乙醇/H₂O混合溶液對絲素纖維進行熱濕處理，經物理?機械分纖作用制備了絲素微納米纖維懸浮液；將制得的絲素微納米纖維懸浮液與多糖溶液共混后，再進行交聯反應，經靜電噴射和冷凍干燥處理后，即得到絲素微納米纖維微球。通過上述方式，本發明能夠在保留絲素原纖優異力學性能的同時制備絲素微納米纖維，并使其在交聯反應下與多糖分子間形成共價鍵，大幅提升制得的絲素微納米纖維微球的吸水率和形態穩定性，并使其具有較大的比表面積和豐富的孔結構，有利于細胞在微球表面進行粘附與增殖。且該微球的整體制備過程簡單、易調控、成本低，具有較高的應用價值。

技術領域

本發明涉及生物材料技術領域，尤其涉及一種絲素微納米纖維微球及其制備方法與應用。

背景技術

高分子微球是指直徑在納米級至微米級，形狀為球形的高分子材料或高分子復合材料。不同粒徑和形貌的高分子微球具有不同的功能，其在生物醫學領域被廣泛用作藥物緩釋或運載的載體。目前，國內外關于微球的制備方法有很多種，不同的制備方法可獲得從幾十納米到幾百微米不等的微球，且各類微球的性能和應用也有一定差異，如載藥率、藥物釋放速度等，如何改進現有的制備方法以使制得的微球具有所需性能，仍是當前的研究重點。

絲素蛋白是從蠶絲中提取的一種天然蛋白質纖維，其具有優異的機械性能、可加工性能、生物相容性和生物降解性。在過去的幾十年中，絲素蛋白在組織工程、藥物緩釋等領域受到了廣泛的關注，已經被用來開發成纖維、薄膜、支架、微球等形式的產品。例如，公開號為CN103965310A的專利提供了一種制備絲素微球的自組裝方法，得到了粒徑可控的絲蛋白微球，可用于載藥微系統和細胞攝取等領域；公開號為CN103341175A的專利提供了一種可作為藥物釋緩載體絲素微球的制備方法，目標藥物可隨著絲素微球的降解緩慢釋放；公開號為CN104592375A的專利提供了一種用聚乙二醇制備絲素微球的方法，可運用于臨床。

上述專利都是基于再生絲素蛋白進行微球制備，這樣的制備方法目前已經比較成熟，在材料和生物領域應用廣泛。然而，蠶絲在經過脫膠、溶解、再次成型后，其內部的取向度會嚴重降低，分子量減小，不宜長時間保存；且其天然層級結構被破壞，也將導致它的力學性能大幅度降低。此外，在可持續發展的背景下，其復雜的再生過程和不可避免的有機溶劑的使用，造成再生絲素蛋白材料的發展面臨巨大的挑戰。目前，多數以再生絲素蛋白為原料制備的絲素微球普遍存在機械性能較差、粒徑難以控制、有害化學試劑殘留以及比表面積低等問題。

為了保持天然蠶絲優異的機械性能，公開號為CN110483830A的專利提供了一種超輕高彈絲素微納米纖維氣凝膠及其制備方法與應用，該專利通過使用三元溶液溶脹絲素，消除了絲素原纖間的內應力，從而在保留絲素原有力學性能的同時為其提供微納米纖維的尺寸效應優勢。然而，該專利提供的方法目前僅被用于制備應用在絕熱和環境過濾領域的氣凝膠，如何對該方法進行改進，以制備可用作生物材料的絲素微納米纖維微球，仍是當前亟待解決的問題。

有鑒于此，有必要設計一種改進的絲素微納米纖維微球的制備方法，以解決上述問題。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種絲素微納米纖維微球及其制備方法與應用。通過使用CaCl₂/乙醇/H₂O混合溶液熱濕處理絲素，消除絲素納米原纖間的內應力，再加以適當的物理機械作用分纖，從而在保留絲素原纖優異的力學性能的同時制備絲素微納米纖維；并通過將制得的絲素微納米纖維與多糖溶液共混，經交聯反應后，利用靜電噴射法得到不溶于水且具有穩定孔結構的絲素微納米纖維微球；且該微球具有吸水率大、比表面積大和生物相容性好等優點，可應用于細胞培養領域。

為實現上述目的，本發明提供了一種絲素微納米纖維微球的制備方法，包括如下步驟：

S1、制備絲素微納米纖維懸浮液備用；

S2、制備多糖溶液備用；