CN102304259B - 一种具逐步降解性能的丝素共混材料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具逐步降解性能的丝素共混材料的制备方法，1）首先制备分子量小于5000Da的丝素蛋白肽粉末；2）将丝素蛋白肽粉末溶解或分散于水中，与聚乙烯醇水溶液共混，搅拌反应10-60min；聚乙烯醇聚合度1700-2400；3）向共混液中加入聚乙二醇，聚乙二醇分子量200-600，搅拌反应5-10h，得到共混材料水溶液；4）将共混材料水溶液浓缩至5-10%即可根据需要用于制备各种具体形态的药物缓释材料。本发明制备的丝素共混材料可用于药物缓释且具有良好的降解能力和物理性能，且易调控和被人体吸收。

Description

一种具逐步降解性能的丝素共混材料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种丝素共混材料的制备方法，本丝素共混材料可用于药物缓释载体，属于生物材料技术领域。

背景技术

药物缓释体系有利于提高药物疗效、降低毒副作用，可减轻病人多次用药的痛苦，对于提高临床用药水平具有重大意义，是近年来国际范围内研究的最热门的领域之一。在药物缓释体系中，除药物本身外，药物载体也扮演着重要角色，合成高分子载体常常生物相容性不好，有时还含有痕量引发剂等毒性杂质，易有细胞毒性问题发生。而天然高分子没有上述缺点，其中丝素蛋白作为药物载体的研究备受关注。丝素蛋白是源于蚕丝的天然高分子材料，化学性质稳定，对人体无毒副作用、无免疫原性、且具有良好的生物相容性和生物降解性，且有研究表明丝素蛋白在负载与释放药物时，具有一定程度的pH值响应性和酶分解性，其降解物和蚕丝中低聚肽对人体具有特殊的营养保健功能，故对丝素蛋白药物辅料的开发具有很高的价值。

    近年来基于丝素蛋白的新型药物缓释载体材料的研究越来越受到关注，研究范畴主要围绕载药缓释膜、药物缓释微球、药物控释涂层以及药物缓释凝胶等体系，丝素蛋白可以加工成各种形状，例如凝胶、纤维、粉末、多孔材料、膜等以满足不同的应用需要，但是纯的丝素力学性能差，成形难，同时，小分子量的丝素蛋白溶解性良好极易崩溃，在药用缓释载体材料上的应用受到了限制。为了改善丝素的成形性，同时让丝素蛋白具备缓慢降解能力，目前主要选择筛选合适的固化工艺来提高丝素的结晶区，以及通过复合材料性能互补的原理，将丝素与其他高分子共混，制成丝素共混材料以改善丝素的成形性和降解控制性。

     目前丝素共混材料主要应用在纺丝方面，在组织工程支架方面，药物缓释载体材料方面的研究较少。且现有研究大多数采用的是分子量较大的丝素蛋白，其降解能力受限，有些在水性介质中物理性能差，在缓控释中不易调控，实际应用难度大，还存在诸多问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种具逐步降解性能的丝素共混材料的制备方法，本方法制备的丝素共混材料可用于药物缓释且具有良好的降解能力和物理性能，且易调控和被人体吸收。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种具逐步降解性能的丝素共混材料的制备方法，制备过程为：

1）首先制备分子量小于5000Da的丝素蛋白肽粉末；

2）将第1）步制得的丝素蛋白肽粉末溶解或分散于水中，与聚乙烯醇水溶液共混，搅拌反应10-60min；聚乙烯醇聚合度1700-2400，丝素蛋白肽粉末与聚乙烯醇质量比为1:1-9；

3）向第2）步得到的共混液中加入聚乙二醇，聚乙二醇分子量为200-600，聚乙二醇质量为丝素蛋白肽粉末和聚乙烯醇质量和的5-15%，搅拌反应5-10h，得到共混材料水溶液，该共混材料水溶液即为制备的丝素共混材料。

上述方法第2）步采用溶剂法将丝素蛋白肽粉末与聚乙烯醇两者共混，也可以采用熔融法共混，方法如下：

1）首先制备分子量小于5000Da的丝素蛋白肽粉末；

2）将第1）步制得的丝素蛋白肽粉末与聚乙烯醇按质量比为1:1-9熔融共混，搅拌反应10-60min；聚乙烯醇聚合度1700-2400；

3）向第2）步得到的共混液中加入聚乙二醇，聚乙二醇分子量为200-600，聚乙二醇质量为丝素蛋白肽粉末和聚乙烯醇质量和的5-15%，搅拌反应5-10h后即为制备的丝素共混材料。

上述丝素共混材料可用于药物缓释材料，也可用于组织工程支架。在用于药物缓释材料时，溶剂法得到的丝素共混材料需要浓缩至5-10%，再根据需要制备各种具体形态的药物缓释材料。而熔融法则不需要，可直接制备各种具体形态的药物缓释材料。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.小分子量丝素蛋白保留了丝素优良的性能和营养价值，且更容易被人体吸收；

2.本制备方法采用小分子量丝素蛋白肽粉末与聚乙烯醇共混，再添加适量聚乙二醇制备出的丝素共混材料，具有巧妙形成逐步降解而将包含在内的药物逐步缓释的能力。这是由于小分子量丝素蛋白肽与聚乙烯醇、聚乙二醇通过分子结构配合，在溶解介质（如水、胃液、肠液、体液、血液）中出现了小分子量丝素蛋白肽先溶出、然后聚乙烯醇和聚乙二醇形成交联封闭，再逐步通过聚乙二醇的溶出而发生聚乙烯醇和聚乙二醇交联结构上的瓦解所致。

3.本制备技术中，聚乙二醇的加入加强了材料分子间作用力，提高了丝素蛋白和聚乙烯醇的相容，增强了材料的力学性能。从试验数据来看，其中，张力强度与杨氏模量的比值，即张力强度/杨氏模量值，在加入了聚乙二醇后，比未加入时增加了0.1到0.3，拉伸

最大力增加了10牛顿到20牛顿。

4.本制备技术工艺简单，易于实现工业化。

附图说明

图1-本发明所得到的具逐步降解性能的丝素共混材料的膜表面形貌扫描电镜图；

图2-本发明所得到的具逐步降解性能的丝素共混材料在模拟胃液降解失重曲线；

具体实施方式

本发明制备工艺如下：

第一步：采用盐溶酶解的方法制备小分子量丝素蛋白肽（SFP，分子量小于5000Da）粉末。

第二步：将第一步制备得到的小分子量丝素蛋白肽粉末溶解（或分散于）水中，与聚乙烯醇（PVA）水溶液共混，搅拌反应10-60min，使两者分子间形成氢键，有一定的结合。丝素蛋白肽粉末与聚乙烯醇质量比为1:1-9，聚乙烯醇聚合度1700-2400。

第三步：向第二步得到的共混液中加入聚乙二醇（PEG），加入聚乙二醇质量为丝素蛋白肽粉末和聚乙烯醇质量和的5-15%，搅拌反应，反应时间为5-10h，得到共混材料水溶液，该共混材料水溶液即为制备的丝素共混材料。

第三步聚乙二醇的加入加强了分子间氢键作用，提高了丝素蛋白和聚乙烯醇的相容性以及共混材料在在水性介质中的物理性能，起到了增塑的作用。从扫描电镜看加入聚乙二醇的材料表面更光滑。聚乙二醇分子量为200-600。

上述方法第二步采用溶剂法将丝素蛋白肽粉末与聚乙烯醇两者共混，也可以采用熔融法共混，方法如下：

1）首先制备分子量小于5000Da的丝素蛋白肽粉末；

2）将第1）步制得的丝素蛋白肽粉末与聚乙烯醇按质量比为1:1-9熔融共混，搅拌反应10-60min；聚乙烯醇聚合度1700-2400；

3）向第2）步得到的共混液中加入聚乙二醇，聚乙二醇分子量为200-600，聚乙二醇质量为丝素蛋白肽粉末和聚乙烯醇质量和的5-15%，搅拌反应5-10h后即为制备的丝素共混材料。

图1是本发明所得到的具逐步降解性能的丝素共混材料的膜表面形貌扫描电镜图，三个小图为不同比例SFP/PVA/PEG共混膜的表面形貌图：（a）SFP/PVA/PEG为30:70:0；（b）SFP/PVA/PEG为30:70:10；（c）SFP/PVA/PEG为30:70:30。图2是本发明所得到的具逐步降解性能的丝素共混材料在模拟胃液降解失重曲线。

上述丝素共混材料可用于药物缓释材料，也可用于组织工程支架。在用于药物缓释材料时，溶剂法得到的丝素共混材料需要浓缩至5-10%，再根据需要制备各种具体形态的药物缓释材料。而熔融法则不需要，可直接制备各种具体形态的药物缓释材料。

本制备技术及所获得的产品对于药品行业是一种安全、无毒、无污染、成形性好、具缓释性能、可生物降解、适合口服、外用的药用缓释载体材料。该制品（1）可作为一种亲水凝胶骨架材料应用到药物缓释骨架制剂中；（2）可作为一种缓释包衣材料应用到药物缓释包衣制剂中；（3）可作为一种口服、外用膜剂应用到药物膜制剂中。（4）针对产品优良的性能，对其在皮下植入制剂上的应用奠定了基础。

Claims (2)

1. 一种具逐步降解性能的丝素共混材料的制备方法，其特征在于，制备过程为：

1）首先制备分子量小于5000Da的丝素蛋白肽粉末；

2）将第1）步制得的丝素蛋白肽粉末溶解或分散于水中，与聚乙烯醇水溶液共混，搅拌反应10-60min；聚乙烯醇聚合度1700-2400，丝素蛋白肽粉末与聚乙烯醇质量比为1:1-9；

3）向第2）步得到的共混液中加入聚乙二醇，聚乙二醇分子量为200-600，聚乙二醇质量为丝素蛋白肽粉末和聚乙烯醇质量和的5-15%，搅拌反应5-10h，得到共混材料水溶液，该共混材料水溶液即为制备的丝素共混材料。

2.一种具逐步降解性能的丝素共混材料的制备方法，其特征在于，制备过程为：

1）首先制备分子量小于5000Da的丝素蛋白肽粉末；

2）将第1）步制得的丝素蛋白肽粉末与聚乙烯醇按质量比为1:1-9熔融共混，搅拌反应10-60min；聚乙烯醇聚合度1700-2400；

3）向第2）步得到的共混液中加入聚乙二醇，聚乙二醇分子量为200-600，聚乙二醇质量为丝素蛋白肽粉末和聚乙烯醇质量和的5-15%，搅拌反应5-10h后即为制备的丝素共混材料。

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