[發明專利]一種絲素聚乳酸多孔納米纖維復合材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110254484.2
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113046926B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 王昉;蔡博文;劉浩
• 申請（專利權）人: 南京師范大學
• 主分類號: D04H1/728
• 分類號: D04H1/728;D04H1/4391;D04H1/4382;D01D5/00;D01B7/00;D01C3/02;D01F1/08;D01F8/02;D01F8/14;A61L15/32;A61L15/26;A61L15/42;A61L27/26;A61L27/56
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 孫斌

本發明公開了一種絲素聚乳酸多孔納米纖維復合材料及其制備方法和應用，該制備包括：將繭殼剪碎進行脫膠處理，脫膠后的家蠶絲加入到氯化鈣/甲酸溶液得到家蠶絲蛋白溶液，將家蠶絲蛋白溶液過濾，濾液加入到聚乳酸溶液混合均勻，進行超聲處理；將超聲后的絲素蛋白聚乳酸溶液進行電紡處理即可得到絲素聚乳酸多孔納米纖維復合纖維復合材料。本發明制備過程操作便捷，生產成本低，生產周期短，環境友好，制備得到的絲素聚乳酸復合納米纖維膜具有特定的纖維的形貌、單根纖維上存在特定的孔洞結構以及二級結構以滿足對材料不同性能的需求，可用于傷口敷料和組織工程支架材料、藥物運載與遞送材料中。

技術領域

本發明屬于絲素納米纖維，涉及一種絲素聚乳酸多孔納米纖維復合材料及其制備方法和應用。

技術背景

隨著科技與社會的進步，新型材料與納米技術得到迅速的發展。由于傳統工藝生產的纖維會造成大量的資源浪費和環境污染，因此，可持續性發展、保護環境和使用再生資源等主題日益受到人們的關注。來源于天然蠶絲的絲素因其良好的生物相容性和可降解性等特點，在組織工程、食品包裝以及環境保護等領域具有廣泛的應用前景。但再生絲素存在力學性能、交聯性和導電性差等缺點。為了克服單一材料的缺陷和不足，將兩種材料進行復合是獲得材料優良性能的手段之一。有研究報道，將絲素蛋白與纖維素復合，可以獲得傳感性能較高的有望應用于電子皮膚的材料；絲素蛋白與殼聚糖共混可以得到具有良好力學性能和生物相容性的復合材料。聚乳酸是將纖維素類谷物和淀粉等生物質材料通過聚合反應獲得的脂肪族聚酯，它具有良好的相容性、降解性和優異的力學性能。

在已有的報道研究中，絲素與聚乳酸復合材料的制備一般分為兩類：一類是采用溴化鋰等溶劑獲得的水溶性絲素與聚乳酸復合，此類制備周期長，且不容易大比例復合獲得宏觀均相的復合材料。另一類是采用三氟乙酸、六氟異丙醇和丙酮等有機溶劑。例如，絲素與聚乳酸溶于六氟異丙醇在25℃恒溫水浴中振蕩一周制得質量分數為10％的電紡液；或者是和聚乳酸溶于三氟乙酸和二氯甲烷(體積比7:3)混合溶液，室溫下攪拌得到電紡液，再經靜電紡等工藝獲得。現有的這類制備只是針對某一比例混合液進行靜電紡絲制備，溶劑本身毒性大、易殘留，材料制備過程易降解，而且得不到單根纖維表面具有獨特的孔洞結構。

超聲技術作為一門新興的科學技術，因其具有易操作、控制和效率高等優點而逐漸在新型生物醫藥材料和高分子材料的研發中發揮重要作用，這為新型材料的制備提供了一條新的途徑。超聲還可以作為一種納米纖維加工方法，可以從纖維素纖維中迅速剝離出微纖維和納米纖維，為生物納米纖維的制造提供了更快速、經濟有效的手段。不過，現有直接超聲蠶絲纖維會使納米纖維分纖不均；也有將超聲應用于水凝膠的制備，但制備周期很長；目前有報道將超聲應用于靜電紡絲中，如超聲處理對聚乳酸/絲素蛋白復合納米纖維膜孔徑的影響(浙江理工大學學報(自然科學版)，第33卷，第6期，2015年11月)，該文獻報道的是通過對靜電紡絲得到的復合膜進行超聲處理，使得納米纖維堆積的越松散，孔徑增大，但是其主要目的是使得纖維與纖維之間分散，纖維間的孔徑增加，而無法實現對單根纖維表面的結構改進。

發明內容

發明目的：針對現有技術存在的問題，本發明提供一種絲素聚乳酸多孔納米纖維復合材料的制備方法，該方法制備的納米纖維膜，納米纖維間的間隙較為規整，呈現多孔，更重要的是單根纖維表面也具有獨特的孔洞結構，可以獲得不同尺寸大小的孔洞以及蛋白的二級結構；獨特的孔洞結構解決了纖維比表面積不足的問題，為功能納米粒子或藥物小分子的存放提供了有效場所，為纖維提供特殊的潤濕性和吸附性。

本發明還提供所制備的絲素聚乳酸多孔納米纖維復合材料及其應用。

技術方案：為了實現上述目的，本發明所述一種絲素聚乳酸多孔納米纖維復合材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將家蠶繭去蛹去雜質后，再將繭殼剪碎；

(2)將剪碎的家蠶繭殼浸入碳酸氫鈉沸水溶液中進行脫膠處理，結束后取出脫膠好的蠶絲，洗滌后于通風處干燥得到脫膠后的家蠶絲；