專利名稱：一種柞蠶絲素蛋白膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天然高分子醫(yī)用生物材料技術(shù)，特別涉及一種柞蠶絲素蛋白膜及 其制備方法，所制備的材料可應(yīng)用于人造角膜、硬腦膜、食道、心臟瓣膜、血管和創(chuàng)面覆蓋材料等。
背景技術(shù)：
柞蠶是野蠶中的一種，以柞葉為食。柞蠶絲是以柞蠶繭為原料繅制而成的天然蠶 絲纖維。我國(guó)年產(chǎn)柞蠶繭3 4萬(wàn)噸，占世界柞蠶繭總產(chǎn)量的90%以上，這是世界稀有、我 國(guó)特有的寶貴資源，但目前柞蠶絲主要用作普通的紡織原料，所體現(xiàn)出的經(jīng)濟(jì)價(jià)值十分有 限。柞蠶絲素的蛋白質(zhì)組成中以甘氨酸、丙氨酸和絲氨酸為主，具有良好的生物相容性，其 本身及其降解產(chǎn)物對(duì)細(xì)胞和機(jī)體無(wú)毒，不會(huì)或較少引起炎癥和免疫排斥反應(yīng)，其蛋白質(zhì)分 子中含有的RGD三肽序列。RGD序列作為細(xì)胞膜整合素受體與細(xì)胞外配體相結(jié)合的識(shí)別位 點(diǎn)，介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)及細(xì)胞之間的相互作用，能夠促進(jìn)支架對(duì)細(xì)胞的戮附，使得細(xì)胞 在柞蠶絲素膜上的附著率和增殖率遠(yuǎn)優(yōu)于桑蠶絲素膜上的附著率和增殖率，因此柞蠶絲素 蛋白材料可視為新型用于人體的理想生物和醫(yī)學(xué)材料。柞蠶絲是一種纖維狀的材料，將柞蠶絲素蛋白制成膜狀材料，一般是先將柞蠶絲 脫膠后制備成柞蠶絲素蛋白水溶液，再采用不同的方法制備絲素蛋白膜。中國(guó)發(fā)明專利 (CN101445546) “野蠶絲素蛋白溶液的制備及其濃縮方法”公開(kāi)了一種柞蠶絲素蛋白溶液 的制備及其濃縮方法。中國(guó)發(fā)明專利(CN100551449 )“柞蠶絲素蛋白生物醫(yī)用材料及其制 備方法”，采用靜電紡絲方法，得到柞蠶絲素蛋白纖維構(gòu)成的三維無(wú)紡網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。目前，對(duì)柞 蠶絲素膜的化學(xué)處理試劑主要有甲醇、乙醇，但是經(jīng)過(guò)甲醇或者乙醇處理后的柞蠶絲素膜 硬而脆，力學(xué)性能較差。為了改善這些性能，有文獻(xiàn)報(bào)道了采用聚乙二醇縮水甘油醚作為交 聯(lián)劑對(duì)柞蠶絲素膜進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)的技術(shù)方案，該方法能夠顯著提高膜的抗水性和韌性([J] 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào)，2004，14(6)，414-419)，但其使用的交聯(lián)劑為環(huán)氧化合物，其殘留在 絲素膜中，將影響所制備材料的生物相容性。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種柔韌性及生物相容性 好，且難溶于水的柞蠶絲素蛋白膜及其制備方法。為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供一種柞蠶絲素蛋白膜，按 重量計(jì)，它含有柞蠶絲素蛋白質(zhì)40 90%，其余為二元醇；它在37°C的水中M小時(shí)的蛋白 溶失率小于3%，拉伸斷裂強(qiáng)度大于20Mpa，拉伸斷裂伸長(zhǎng)率大于20%。一種制備上述柞蠶絲素蛋白膜的方法，柞蠶絲經(jīng)脫膠、溶解、透析、濃縮后得到質(zhì) 量濃度為1 30%的柞蠶絲素蛋白溶液，再進(jìn)行如下步驟的加工
(1)在柞蠶絲素蛋白溶液中加入質(zhì)量比為10 60%的二元醇，制成混合溶液；
(2)將上述混合溶液置于模具中成膜，干燥后得到一種柞蠶絲素蛋白膜。
本發(fā)明所述的二元醇為乙二醇、1，3-丙二醇、2，3-丙二醇、1，4- 丁二醇、1，2_ 丁 二醇、1，3-丁二醇、2，3-丁二醇、一縮二乙二醇和二縮三乙二醇中的一種，或它們的任意組
口 O柞蠶絲素的結(jié)構(gòu)與家蠶不同，其絲素蛋白溶液易沉淀，成膜困難，采用現(xiàn)有技術(shù)所 制成的膜材料，其柔軟性差，且在水中易溶解，無(wú)法滿足醫(yī)用生物材料的技術(shù)要求。本發(fā)明 依據(jù)的原理是二元醇的結(jié)構(gòu)中含有兩個(gè)羥基，加入到柞蠶絲素蛋白溶液中后，能與柞蠶絲 素蛋白分子間形成氫鍵交聯(lián)，從而達(dá)到降低絲素蛋白的熱水溶失率的效果；同時(shí)，二元醇還 起到了增塑劑的作用，使形成的柞蠶絲素蛋白膜保持一定的柔韌性。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用了無(wú)毒性的二元醇為交聯(lián)劑，不需要另外添加化學(xué) 交聯(lián)劑或者使用化學(xué)變性劑，因此，得到的柞蠶絲素蛋白膜不僅難溶于水，柔軟性好，還具 有良好的生物相容性，適合于細(xì)胞生長(zhǎng)，并能在一段時(shí)間內(nèi)完全生物降解，最終降解產(chǎn)物為 無(wú)毒性的氨基酸，適合于用作生物醫(yī)用材料。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。實(shí)施例一
本實(shí)施例提供的難溶于水的柞蠶絲素蛋白膜制備步驟如下
1、將0. 1公斤柞蠶生絲放入3升質(zhì)量濃度為0. 15%的碳酸鈉水溶液中，于98 100°C 處理2小時(shí)，使生絲脫膠，充分洗滌后得到純絲素(即柞蠶絲素蛋白)。將晾干后的純絲素， 用1升濃度為15摩爾/升的硫氰酸鋰溶液，在60士5°C下加熱溶解得到柞蠶絲素蛋白混合 溶液。2、用纖維素膜為透析材料，將所得的柞蠶絲素蛋白混合溶液用去離子水透析，去 除硫氰酸鋰等雜質(zhì)，得到質(zhì)量濃度為10%的柞蠶絲素蛋白溶液。3、在上述柞蠶絲素蛋白溶液中加入乙二醇，按質(zhì)量比，乙二醇的加入量為溶液中 柞蠶絲素蛋白含固量的40%。4、將上述柞蠶絲素蛋白溶液注入模具中成膜，在60°C的溫度條件下鼓風(fēng)吹干。5、將上述干燥后的絲素/乙二醇共混膜放入相對(duì)濕度60%的環(huán)境中處理10小時(shí)， 得到難溶于水的透明絲素蛋白膜。按本實(shí)施例技術(shù)方案制備的柞蠶絲素蛋白膜的主要性能指標(biāo)參見(jiàn)表一。表一
權(quán)利要求
1.一種柞蠶絲素蛋白膜，其特征在于按重量計(jì)，它含有柞蠶絲素蛋白質(zhì)40 90%，其 余為二元醇；它在37°C的水中M小時(shí)的蛋白溶失率小于3%，拉伸斷裂強(qiáng)度大于20Mpa，拉 伸斷裂伸長(zhǎng)率大于20% ；所述的二元醇為乙二醇、1，3-丙二醇、2，3-丙二醇、1，4- 丁二醇、 1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、2，3-丁二醇、一縮二乙二醇和二縮三乙二醇中的一種，或它們的 任意組合。
2.一種制備權(quán)利要求1所述的柞蠶絲素蛋白膜的方法，柞蠶絲經(jīng)脫膠、溶解、透析、濃 縮后得到質(zhì)量濃度為1 30%的柞蠶絲素蛋白溶液，其特征在于再進(jìn)行如下步驟的加工(1)在柞蠶絲素蛋白溶液中加入質(zhì)量比為10 60%的二元醇，制成混合溶液；所述的二 元醇為乙二醇、1，3-丙二醇、2，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、2，3-丁 二醇、一縮二乙二醇和二縮三乙二醇中的一種，或它們的任意組合；(2)將上述混合溶液置于模具中制膜成型，干燥后得到一種柞蠶絲素蛋白膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種天然高分子醫(yī)用生物材料技術(shù)，公開(kāi)了一種柞蠶絲素蛋白膜及其制備方法。在柞蠶絲素溶液中加入無(wú)毒的二元醇類作為交聯(lián)劑，將其注入模具中，干燥后形成柞蠶絲素蛋白膜。按重量計(jì)，它含有柞蠶絲素蛋白質(zhì)40～90%；該膜在37℃的水中24小時(shí)的蛋白溶失率小于3％，拉伸斷裂強(qiáng)度大于20Mpa，拉伸斷裂伸長(zhǎng)率大于20%。由于制備過(guò)程中不需要另外添加化學(xué)交聯(lián)劑或者使用化學(xué)變性劑，不會(huì)引起柞蠶絲素蛋白生物相容性的降低，保持了柞蠶絲素蛋白良好的生物相容性。這種難溶于的柞蠶絲素蛋白膜可用于人造角膜、硬腦膜、食道、心臟瓣膜、血管和創(chuàng)面覆蓋材料，以及作為暫時(shí)性覆蓋、組織隔離、藥物控制釋放材料等。
文檔編號(hào)A61L15/32GK102133425SQ201110059060
公開(kāi)日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2011年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月13日
發(fā)明者盧神州, 李明忠, 毛麗 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)