CN102357264A - 一种丝素蛋白多孔材料及其制备方法和组织工程支架 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种丝素蛋白多孔材料的制备方法,包括以下步骤:将丝素蛋白水溶液干燥成丝素蛋白膜,将所述丝素蛋白膜溶解于水中;重复干燥-溶解过程,得到丝素蛋白纳米线水溶液;将所述丝素蛋白纳米线水溶液进行冷冻干燥,得到丝素蛋白材料前驱体;将所述丝素蛋白材料前驱体进行醇处理或真空水处理,干燥后得到丝素蛋白多孔材料。与现有技术相比,本发明利用丝素蛋白的自组装行为对纳米结构进行调控,即,由于在多次干燥-溶解过程中,丝素蛋白水溶液内部的纳米球结构自组装成纳米线结构,从而有效抑制了片状结构的形成,制备的丝素蛋白多孔材料具有纳米纤维结构,孔隙率较高。

Description

一种丝素蛋白多孔材料及其制备方法和组织工程支架
技术领域
本发明涉及材料技术领域,更具体地说,涉及一种丝素蛋白多孔材料及其制备方法和组织工程支架。
背景技术
各种疾病所引起的细胞和组织的缺损或衰竭已经成为影响人类健康的主要问题,通过外来介质促进或者引导细胞和组织再生逐渐成为解决上述问题的有效方法。其中,选择合适的组织工程支架材料作为细胞和组织再生的载体是再生医学领域的核心问题,因此,支架材料的性能对于组织缺损的治疗具有重要的意义。
组织修复所用的支架材料要求具有优异的细胞和组织相容性,能够诱导细胞分化和促进正常组织的再生。目前组织修复中使用的高分子类生物材料包括合成高分子材料和天然高分子材料,合成高分子材料主要是聚乳酸等脂肪族聚酯材料,尽管其在力学性能和降解性等方面都基本上能满足支架材料的应用,但在生物相容性等方面存在诸多不足,其降解产物对生物体存在不良影响,作为长期使用的体内植入材料存在很多需要解决的关键问题。与合成高分子材料相比,天然高分子材料由于具有优异的生物相容性逐渐成为组织修复中的研究热点和重要方向。
作为一种天然高分子材料,丝素蛋白材料是从天然蚕丝和蛛丝等原料中提取的高分子纤维蛋白,具有良好的生物相容性、独特的力学性能和药物缓释载体作用等,可作为细胞黏附生长的理想支架材料应用于各种组织工程中。在多年的应用中,相关研究人员发现,丝纤维和丝素蛋白由于自身的优异的生物相容性、机械性能和可降解性,有更多的潜力应用于临床修复和组织工程支架及作为改性材料。其中,丝素蛋白的结晶形态主要有丝素I(Silk I)和丝素II(Silk II)两种。
目前,对于丝素蛋白多孔材料的制备与应用已是材料学家研究的热点。现有技术中,采用丝素蛋白制备三维多孔支架的方法包括盐析法、气体发泡法、冷冻干燥法、静电纺丝法以及相分离法等。例如,Ung-Jin Kim等发表在“biomaterial”杂志上的“Three-dimensional aqueous-derived biomaterial scaffolds”以及Yun Wang等于2010年发表的“The synergistic effects of 3-D porous silkfibroin matrix scaffold properties and hydrodynamic environment in cartilagetissue regeneration”中涉及丝素蛋白多孔支架材料的制备与应用,但均未对丝素蛋白的结晶结构、纳米结构进行调控,使之在各个领域上的应用受到限制。公开号为CN1844509A的中国专利文献报道了一种丝素蛋白多孔结构材料的制备方法,采用静电纺丝制备多孔支架,但其孔径较小,同时也难以获得复杂结构的多孔支架。公开号为CN101703795A的中国专利文献报道了一种纳米磷酸三钙丝蛋白复合三维多孔材料的制备方法,介绍了盐析法制备丝素蛋白多孔支架的方法,由于该技术方案中需要使用浓盐溶液,因此所得丝素蛋白多孔支架不利于药物的载入;同时由于所获得支架的二级结构为高含量的丝素II结构,降解性能无法调控。此外,现有技术中,公开号为CN101502669A的中国专利文献报道了丝素蛋白多孔三维支架及其制备方法,采用冷冻干燥法制备三维支架,避免了有机溶剂使用,但其支架孔隙率不高,存在分离片状结构。
近年来,随着仿生科学的发展,支架材料的纳米结构的设计逐渐受到研究者的广泛重视,同普通支架材料相比,同细胞外基质相似的纳米纤维结构能够更好的促进组织再生,得到更有效的修复效果。本发明人考虑,提供一种丝素蛋白多孔材料的制备方法,该方法制备的丝素蛋白多孔材料具有纳米纤维结构,孔隙率较高。
发明内容
有鉴于此,本发明要解决的技术问题在于提供一种丝素蛋白多孔材料及其制备方法和组织工程支架,该方法制备的丝素蛋白多孔材料具有纳米纤维结构,孔隙率较高。
为了解决以上技术问题,本发明提供一种丝素蛋白多孔材料的制备方法,包括以下步骤:
将丝素蛋白水溶液干燥成丝素蛋白膜,将所述丝素蛋白膜溶解于水中;
重复干燥-溶解过程,得到丝素蛋白纳米线水溶液;
将所述丝素蛋白纳米线水溶液进行冷冻干燥,得到丝素蛋白材料前驱体;
将所述丝素蛋白材料前驱体进行醇处理、真空水处理或拉伸处理,干燥后得到丝素蛋白多孔材料。
优选的,所述丝素蛋白水溶液按照如下方法制备:
将蚕丝脱胶、溶解、透析,得到丝素蛋白水溶液。
优选的,所述丝素蛋白水溶液干燥的环境湿度为1~95%。
优选的,所述丝素蛋白水溶液干燥成丝素蛋白膜的成膜时间为1~48小时。
优选的,所述干燥-溶解过程的重复次数为2~8次。
优选的,得到丝素蛋白纳米线水溶液后还包括:
将所述丝素蛋白纳米线水溶液在0~6℃条件下放置5~96小时。
优选的,所述醇处理采用的醇为甲醇、乙醇、丁醇、正丁醇和丙醇中的一种或几种。
优选的,所述醇处理和真空水处理的时间分别为0.5~24小时。
相应的,本发明还提供一种上述制备方法制备的丝素蛋白多孔材料。
相应的,本发明还提供一种上述丝素蛋白多孔材料形成的组织工程支架。
本发明提供一种丝素蛋白多孔材料的制备方法,包括以下步骤:将丝素蛋白水溶液干燥成丝素蛋白膜,将所述丝素蛋白膜溶解于水中;重复干燥-溶解过程,得到丝素蛋白纳米线水溶液;将所述丝素蛋白纳米线水溶液进行冷冻干燥,得到丝素蛋白材料前驱体;将所述丝素蛋白材料前驱体进行醇处理或真空水处理,干燥后得到丝素蛋白多孔材料。与现有技术相比,本发明利用丝素蛋白的自组装行为对纳米结构进行调控,即,由于在多次干燥-溶解过程中,丝素蛋白水溶液内部的纳米球结构自组装成纳米线结构,从而有效抑制了片状结构的形成,制备的丝素蛋白多孔材料具有纳米纤维结构,孔隙率较高。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的丝素蛋白纳米线水溶液的原子力显微镜图;
图2为本发明实施例1制备的丝素蛋白多孔材料的扫描电镜图片;
图3为本发明实施例1~3制备的丝素蛋白多孔材料的红外光谱图;
图4为本发明实施例6制备的溶膜液的粒径图谱。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明公开了一种丝素蛋白多孔材料的制备方法,包括以下步骤:
将丝素蛋白水溶液干燥成丝素蛋白膜,将所述丝素蛋白膜溶解于水中;
重复干燥-溶解过程,得到丝素蛋白纳米线水溶液;
将所述丝素蛋白纳米线水溶液进行冷冻干燥,得到丝素蛋白材料前驱体;
将所述丝素蛋白材料前驱体进行醇处理、真空水处理或拉伸处理,干燥后得到丝素蛋白多孔材料。
在上述制备过程中,本发明以丝素蛋白水溶液为原料,利用丝素蛋白的自组装行为对纳米结构进行调控,经多次干燥-溶解过程后冷冻干燥,然后经醇处理、真空水处理或拉伸处理后得到丝素蛋白多孔材料。
按照本发明,所述丝素蛋白水溶液可以按照本领域技术人员熟知的方法制备,优选按照如下方法制备:将蚕丝脱胶、溶解、透析,得到丝素蛋白水溶液。具体的,上述制备的丝素蛋白水溶液的步骤为:将蚕丝在Na2CO3溶液中煮20~100min以去除蚕丝外部的丝胶蛋白,利用去离子水冲洗,重复以上操作3次后将蚕丝烘干,得到脱胶蚕丝;将所述脱胶蚕丝溶解于LiBr溶液中,透析后得到丝素蛋白水溶液。
本发明采用的丝素蛋白水溶液的浓度与丝素蛋白纳米线水溶液中纳米线含量有一定的关系,从而影响最终制备的丝素蛋白多孔材料的自身性能,例如,丝素蛋白溶液浓度越高,干燥-溶解过程次数越少,从而纳米线含量越少;丝素蛋白溶液浓度越低,则导致丝素蛋白多孔材料的整体综合性能较差。本发明采用的丝素蛋白水溶液的质量分数优选为0.1~10%,更优选为1~10%,更优选为2~8%。
本发明对上述干燥-溶解的过程中的温度并无特别限制,该温度优选为0~60℃,更优选为10~50℃,更优选为20~30℃,即干燥-溶解的过程在室温下进行即可。为了保证使丝素蛋白水溶液内部的纳米球结构能够充分转变为纳米线结构,所述丝素蛋白水溶液干燥成丝素蛋白膜的成膜时间优选为1~48小时,更优选为10~24小时。所述丝素蛋白水溶液干燥的环境湿度优选为1~95%,更优选为10~80%,更优选为20~60%。上述丝素蛋白溶液浓度、成膜温度和成膜时间相互影响,具体为:丝素蛋白溶液浓度越高以及成膜温度过高,丝素蛋白膜的可溶性次数越少,导致最后丝素蛋白纳米线水溶液中的纳米线含量越少,产物的成孔性有一定的降低;另一方面,成膜时间过长,导致溶解困难,影响丝素蛋白纳米线水溶液中的纳米线含量,导致丝素蛋白多孔材料的成孔性较差,孔隙率较低。
所述重复干燥-溶解过程具体为,将所述丝素蛋白膜溶解于水中后得到的丝素蛋白水溶液重新干燥成丝素蛋白膜,将所述丝素蛋白膜溶解于水中,即重复上述步骤。上述干燥-溶解过程的重复次数优选为2~8次,更优选为3~6次。在干燥-溶解过程中,丝素蛋白水溶液中的纳米球自组装成纳米线结构,从而有效抑制了片状结构的形成,有利于最终制备的丝素蛋白多孔材料具有较高的孔隙率。
得到丝素蛋白纳米线水溶液后还包括:将所述丝素蛋白纳米线水溶液在0~6℃条件下放置5~96小时,目的在于使其内部的自组装行为反应完全,使纳米球结构充分转化为纳米线结构。
在得到丝素蛋白纳米线水溶液后,将所述丝素蛋白纳米线水溶液进行冷冻干燥,使丝素蛋白纳米线水溶液从液体状态转变为固体状态,并且完整干燥。经本步骤的冷冻干燥处理后,得到干态的含纳米纤维结构的多孔丝素蛋白材料,即丝素蛋白材料前驱体。上述冷冻干燥处理步骤具体为:将丝素蛋白纳米线水溶液进行冷冻处理,然后真空干燥,其中,所述冷冻处理的时间优选为1~48小时,更优选为5~40小时,更优选为10~30小时;所述冷冻处理的温度优选为-10~-80℃,更优选为-20~-70℃,更优选为-30~-60℃;所述真空干燥的时间优选为1~96小时,更优选为10~90小时,更优选为20~80小时。
另外,本发明还包括将所述多孔丝素蛋白材料进行醇处理、真空水处理或拉伸处理的步骤,其目的在于调节该丝素蛋白多孔材料的纳米结晶结构,从而获得不同的降解性能和力学性能,以满足不同组织再生或者不同药物释放的要求。所述醇处理、真空水处理或拉伸处理可以使制备的丝素蛋白多孔材料具有不溶于水等性质。另外,通过调节醇处理或真空水处理的条件,例如醇的选择等,可以调节制备的丝素蛋白多孔材料中的二级结构和稳定性,从而调节该丝素蛋白多孔材料的纳米结晶结构,得到Silk I和/或Silk II结构。所述醇处理采用的醇优选为甲醇、乙醇、丁醇、正丁醇和丙醇中的一种或几种。具体的,上述醇处理、真空水处理或拉伸处理可以采用以下几种优选实施方式:(1)将所述丝素蛋白材料前驱体进行真空水蒸气处理0.5~24小时;(2)将所述丝素蛋白材料前驱体进行真空甲醇蒸气、乙醇蒸气或甲醇乙醇水溶液真空蒸气处理0.5~24小时,甲醇和乙醇水溶液的浓度为5%-100%;(3)将丝素蛋白材料前驱体浸泡于甲醇或者乙醇中10分钟~24小时;(4)将丝素蛋白材料前驱体进行力学拉伸处理,拉伸后增加的长度为材料原长度的20%~300%。
从上述制备方法可以看出,本发明提供了一种丝素蛋白多孔材料的制备方法,采用反复溶膜成膜技术,解决了现有技术中丝素蛋白多孔支架材料存在的孔隙率低,微纳结构不可控等缺陷,制备得到的丝素蛋白多孔材料生物降解性好、孔隙率高、结晶结构可调,并具有同细胞外基质相似的纳米纤维结构。同时,本发明所述制备过程温和,无需任何交联剂、制孔剂和其他毒性有机试剂,条件可控,易于产业化。就制备得到的丝素蛋白多孔材料而言,能提供与不同功能化组织生长相适应的力学支持,且具备良好的生物相容性,可应用于软骨、骨、皮肤、神经等多种组织修复及药物缓释的载体等。
相应的,本发明还提供一种由上述方法制备的丝素蛋白多孔材料形成的组织工程支架。对于所述组织工程支架的制备,本发明并无特别限制,可以采用本领域技术人员熟知的方法进行制备。
为了进一步说明本发明的技术方案,下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述,但是应当理解,这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点,而不是对本发明权利要求的限制。
实施例1
将50g蚕丝在0.5%的Na2CO3溶液中100℃煮60min以去除蚕丝外部的丝胶蛋白,使用去离子水冲洗,重复以上操作3次后将蚕丝60℃下烘干;称取上述处理后的脱胶蚕丝15g溶解于100mL浓度为9.3mol/L LiBr溶液中,60℃下溶解处理4小时,然后用截留分子量3500的透析袋浸在去离子水中透析3天,期间每两小时换一次水,去除溶液中的LiBr,从而得到纯净的丝素蛋白溶液,其浓度为6%;
取上述溶液15ml放入聚乙烯培养皿中,在湿度为40%的条件下,室温干燥成膜,干燥时间为24小时,将获得的丝素蛋白膜溶解于15ml的去离子水中,得到溶膜液;将所述溶膜液重新注入培养皿中重复上述过程,反复4次后得到丝素蛋白纳米线水溶液,所述丝素蛋白纳米线水溶液的原子力显微镜图如图1所示。
将所述丝素蛋白纳米线水溶液稀释到2%,然后倒入聚乙烯模具中再放入-20℃下冷冻24小时,放入冻干机干燥72小时后得到丝素蛋白材料前驱体,然后真空水处理4小时,得到不溶于水的丝素蛋白多孔材料,此丝素蛋白多孔材料主要为Silk I结构,孔隙率达到99%以上。如图2所示,为本实施例制备的丝素蛋白多孔材料的扫描电镜图片。
实施例2
将50g蚕丝在0.5%的Na2CO3溶液中100℃煮60min以去除蚕丝外部的丝胶蛋白,使用去离子水冲洗,重复以上操作3次后将蚕丝60℃下烘干;称取上述处理后的脱胶蚕丝15g溶解于100mL浓度为9.3mol/L LiBr溶液中,60℃下溶解处理4小时,然后用截留分子量3500的透析袋浸在去离子水中透析3天,期间每两小时换一次水,去除溶液中的LiBr,从而得到纯净的丝素蛋白溶液,其浓度为6%;
取上述溶液20ml放入聚乙烯培养皿中,通过风机提高干燥速率,使丝素蛋白在湿度为40%条件下12小时成膜,将获得的丝素蛋白膜溶解于20ml去离子水中,得到溶膜液;将所述溶膜液放置4℃冰箱使之充分自组装;48小时后取出溶膜液重新注入培养皿中自然成膜,反复5次后得到丝素蛋白纳米线水溶液;
将所述丝素蛋白纳米线水溶液稀释到2%,然后倒入聚乙烯模具中再放入-40℃下冷冻24小时,放入冻干机干燥72小时后得到丝素蛋白材料前驱体前驱体,将其用50%的甲醇水蒸汽处理6小时,然后在去离子水中浸泡8小时,将甲醇浸泡出来,再次冷冻干燥即得到纯的丝素蛋白多孔材料,孔隙率达99%以上。
实施例3
将50g蚕丝在0.5%的Na2CO3溶液中100℃煮60min,以去除蚕丝外部的丝胶蛋白,使用去离子水冲洗,重复以上操作3次后将蚕丝60℃下烘干;称取上述处理后的脱胶蚕丝15g溶解于100mL浓度为9.3mol/L LiBr溶液中,60℃下溶解处理4小时,然后用截留分子量3500的透析袋浸在去离子水中透析3天,期间每两小时换一次水,去除溶液中的LiBr,从而得到纯净的丝素蛋白溶液,其浓度为6%;
取上述溶液15ml放入聚乙烯培养皿中,在湿度为90%的条件下,室温干燥成膜,干燥时间为36小时,将获得的丝素膜溶解于15ml的去离子水中,得到溶膜液;将所述溶膜液重新注入培养皿中重复上述过程,反复2次后得到丝素蛋白纳米线水溶液;
将所述丝素蛋白纳米线水溶液稀释到2%,然后倒入聚乙烯模具中再放入-20℃下冷冻24小时,放入冻干机干燥72小时后得到丝素蛋白材料前驱体,然后真空水处理4小时,得到不溶于水的纯丝素蛋白多孔材料,主要为Silk I结构,孔隙率达到99%以上。
分别对实施例1~3制备的丝素蛋白多孔材料进行红外光谱分析,如图3所示,为实施例1~3制备的丝素蛋白多孔材料红外光谱图,其中,a为实施例1制备的丝素蛋白多孔材料的红外光谱图,b为实施例2制备的丝素蛋白多孔材料的红外光谱图,c为实施例3制备的丝素蛋白多孔材料的红外光谱图。
实施例4
将50g蚕丝在0.5%的Na2CO3溶液中100℃煮60min以去除蚕丝外部的丝胶蛋白,使用去离子水冲洗,重复以上操作3次后将蚕丝60℃下烘干;称取上述处理后的脱胶蚕丝15g溶解于100mL浓度为9.3mol/L LiBr溶液中,60℃下溶解处理4小时,然后用截留分子量3500的透析袋浸在去离子水中透析3天,期间每两小时换一次水,去除溶液中的LiBr,从而得到纯净的丝素蛋白溶液,其浓度为6%;
取上述溶液15ml,放入聚乙烯培养皿中,在湿度为60%的室温条件下24小时成膜,随后将丝素膜溶解于15ml的去离子水中,将溶膜液放置4℃冰箱使之充分自组装,得到溶膜液;48小时后取出所述溶膜液重新注入培养皿中自然成膜,反复3次后得到丝素蛋白纳米线水溶液;
将所述丝素蛋白纳米线水溶液稀释到2%,然后倒入聚乙烯模具中再放入-20℃下冷冻24小时,放入冻干机干燥72小时后得到丝素蛋白材料前驱体,将其用80%的甲醇处理浸泡处理1小时,然后在去离子水中浸泡20小时,将甲醇浸泡出来,再次冷冻干燥即得到纯的丝素蛋白多孔材料,主要为Silk II结构。
实施例5
将50g蚕丝在0.5%的Na2CO3溶液中100℃煮60min以去除蚕丝外部的丝胶蛋白,使用去离子水冲洗,重复以上操作3次后将蚕丝60℃下烘干;称取上述处理后的脱胶蚕丝15g溶解于100mL浓度为9.3mol/L LiBr溶液中,60℃下溶解处理4小时,然后用截留分子量3500的透析袋浸在去离子水中透析3天,期间每两小时换一次水,去除溶液中的LiBr,从而得到纯净的丝素蛋白溶液,其浓度为6%;
取上述溶液20ml,放入聚乙烯培养皿中,在风机转动下自然成膜,然后将得到的丝素膜溶解于100ml水中,得到溶膜液随,重复上述成膜过程,按上述操作重复6次后,得到丝素蛋白纳米线水溶液,
将纳米线含量在90%以上的丝素蛋白纳米线水溶液放置在4℃冰箱里72小时,然后取该丝素蛋白纳米线水溶液稀释到3%,然后倒入聚乙烯模具中再放入-20℃下冷冻48小时,放入冻干机干燥72小时后得到干态丝素蛋白多孔材料即丝素蛋白材料前驱体,最后其用10%的乙醇水蒸汽处理6小时,然后在去离子水中浸泡2小时,将残留的少量乙醇浸泡出来,再次冷冻干燥即得到纯的丝素蛋白多孔材料。
实施例6
将50g蚕丝在0.5%的Na2CO3溶液中100℃煮60min以去除蚕丝外部的丝胶蛋白,使用去离子水冲洗,重复以上操作3次后将蚕丝60℃下烘干;将10g的丝素蛋白溶于100ml三元溶液中(CaCl2/水/乙醇摩尔比为1∶8∶2配成),然后用截留分子量3500的透析袋浸在去离子水中透析3天,期间每两小时换一次水,去除溶液中的LiBr,从而得到纯净的丝素蛋白溶液,其浓度为6%,然后调节浓度至1.5%;
取上述溶液40ml放入聚乙烯培养皿中,在自然环境下成膜,48小时后将丝素膜溶解于等体积的去离子水中,然后加热浓缩至20%后放置4℃冰箱使之充分自组装,得到溶膜液;48小时后取出所述溶膜液重新注入培养皿中自然成膜,反复5次后得到含量高于90%的丝素蛋白纳米线水溶液;
将所述丝素蛋白纳米线水溶液稀释到2%,然后倒入聚乙烯模具中再放入-20℃下冷冻24小时,放入冻干机干燥72小时后得到丝素蛋白材料前驱体,真空水处理2小时后,将此支架利用拉伸装置双方向进行拉伸100%,即得到Silk I和Silk II结构的纳米丝蛋白多孔支架。
对本实施例中不同次数得到的溶膜液的粒径进行分析,如图4所示,为本实施例所得溶膜液的粒径图谱。
实施例7
将50g蚕丝在0.5%的Na2CO3溶液中100℃煮60min以去除蚕丝外部的丝胶蛋白,使用去离子水冲洗,重复以上操作3次后将蚕丝60℃下烘干;称取上述处理后的脱胶蚕丝15g溶解于100mL浓度为9.3mol/L LiBr溶液中,60℃下溶解处理4小时,然后用截留分子量3500的透析袋浸在去离子水中透析3天,期间每两小时换一次水,去除溶液中的LiBr,从而得到纯净的丝素蛋白溶液,其浓度为6%;
取上述溶液20ml放入聚乙烯培养皿中,自然条件下成膜,24小时后将丝素膜溶解于等体积的去离子水中得到溶膜液;将所述溶膜液重新注入培养皿中自然成膜,反复4次后得到纳米线含量不同的丝素蛋白水溶液,将4次溶膜液分别在12000rpm/min的转速下离心,达到纳米结构的分离,最后取贴壁部分溶解在去离子水中至使浓度在2%左右,然后倒入聚乙烯模具中再放入-20℃下冷冻48小时,放入冻干机干燥72小时后得到纳米含量高达95%以上的丝素蛋白多孔材料前驱体;
将丝素蛋白多孔材料前驱体用30%的甲醇水蒸汽处理4小时,然后在去离子水中浸泡24小时,将甲醇浸泡出来,再次冷冻干燥即得到纯的丝素蛋白多孔材料,孔隙率达99%以上。
从上述实施例可以看出,上述实施例以纳米结构高达90%的溶膜液为模版制备纳米可控的丝素蛋白多孔材料,通过不同的处理方式改变二级结构的含量,达到仿生的要求。本实施例制备的丝素蛋白多孔材料具有优异的多孔结构,同时使得丝蛋白纳米结构具有可控性,实现从纳米层次组装设计适合不同组织再生的生物材料基体,进而切实促进丝蛋白生物材料在再生医学中的临床应用。本发明制备的丝素蛋白多孔材料可以应用于骨、软骨、韧带、神经、皮肤等组织修复以及药物缓释的载体等。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种丝素蛋白多孔材料的制备方法,包括以下步骤:
将丝素蛋白水溶液干燥成丝素蛋白膜,将所述丝素蛋白膜溶解于水中;
重复干燥-溶解过程,得到丝素蛋白纳米线水溶液;
将所述丝素蛋白纳米线水溶液进行冷冻干燥,得到丝素蛋白材料前驱体;
将所述丝素蛋白材料前驱体进行醇处理、真空水处理或拉伸处理,干燥后得到丝素蛋白多孔材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述丝素蛋白水溶液按照如下方法制备:
将蚕丝脱胶、溶解、透析,得到丝素蛋白水溶液。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述丝素蛋白水溶液干燥的环境湿度为1~95%。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述丝素蛋白水溶液干燥成丝素蛋白膜的成膜时间为1~48小时。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述干燥-溶解过程的重复次数为2~8次。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,得到丝素蛋白纳米线水溶液后还包括:
将所述丝素蛋白纳米线水溶液在0~6℃条件下放置5~96小时。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述醇处理采用的醇为甲醇、乙醇、丁醇、正丁醇和丙醇中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述醇处理和真空水处理的时间分别为0.5~24小时。
9.一种权利要求1~8任意一项制备方法制备的丝素蛋白多孔材料。
10.一种权利要求9所述的丝素蛋白多孔材料形成的组织工程支架。
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