CN102512710A - 一种丝素蛋白多孔三维材料的制备方法 - Google Patents
一种丝素蛋白多孔三维材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102512710A CN102512710A CN2011104479628A CN201110447962A CN102512710A CN 102512710 A CN102512710 A CN 102512710A CN 2011104479628 A CN2011104479628 A CN 2011104479628A CN 201110447962 A CN201110447962 A CN 201110447962A CN 102512710 A CN102512710 A CN 102512710A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- silk fibroin
- concentration
- solution
- silk
- hours
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 108010022355 Fibroins Proteins 0.000 title claims abstract description 164
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 68
- 238000005185 salting out Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 22
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 56
- 239000012460 protein solution Substances 0.000 claims description 47
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 42
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Chemical compound [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 21
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 21
- 241000255789 Bombyx mori Species 0.000 claims description 15
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 14
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 claims description 9
- 229940059936 lithium bromide Drugs 0.000 claims description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 8
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims description 7
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims description 6
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 4
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 4
- 108010013296 Sericins Proteins 0.000 claims description 3
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 abstract description 4
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 23
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 7
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 7
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 231100000957 no side effect Toxicity 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 4
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 3
- 230000017423 tissue regeneration Effects 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000954 Polyglycolide Polymers 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 210000000845 cartilage Anatomy 0.000 description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007515 enzymatic degradation Effects 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 210000003041 ligament Anatomy 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 239000004633 polyglycolic acid Substances 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 2
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 2
- 210000003491 skin Anatomy 0.000 description 2
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 description 2
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 1
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 1
- 108090000723 Insulin-Like Growth Factor I Proteins 0.000 description 1
- 206010070834 Sensitisation Diseases 0.000 description 1
- 102000013275 Somatomedins Human genes 0.000 description 1
- 230000000680 avirulence Effects 0.000 description 1
- 239000003519 biomedical and dental material Substances 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 238000013270 controlled release Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 210000004292 cytoskeleton Anatomy 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 239000003398 denaturant Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 235000008935 nutritious Nutrition 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000003239 periodontal effect Effects 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000008313 sensitization Effects 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 238000010129 solution processing Methods 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Abstract
一种丝素蛋白多孔三维材料的制备方法，通过将丝素蛋白溶液进行浓缩处理，然后用处理后的丝素蛋白溶液通过盐析法制成支架。利用丝蛋白的自组装行为，改变丝素蛋白二级结构。因此获得的多孔支架同其它方法相比，不仅具有良好的成孔性，而且孔的内壁具有十分明显的微细结构。
Description
技术领域
本发明涉及一种多孔材料及其制备方法，特别涉及一种以丝素蛋白为原料，制备具有特定纳米结构和二级结构组成的三维多孔材料的技术。
背景技术
组织工程是在可降解的多孔支架材料上种植人体活细胞，使之在生长因子的作用下再生活的组织或器官，用于修复或替代受损伤组织或器官的能。现已开发应用的作为组织工程支架的生物医用材料主要有硅橡胶、聚氨酯、聚乳酸(PLA)、聚羟基乙酸(PGA)和胶原蛋白等。理想的细胞支架材料应具有良好的孔隙率、生物相容性和可降解性，还需具备一定的机械特性。但硅橡胶、聚氨酯等合成材料的生物相容性、理化性能、降解速率的控制及缓释性等方面尚有许多问题未得到解决，且价格昂贵。
蚕丝中富含的丝素蛋白以其特殊的生物学特性和良好的人体亲和性越来越受到人们的关注。丝素蛋白具有良好的生物相容性，对机体无毒性，无致敏和刺激作用，又可部分生物降解，其降解产物本身不仅对组织无毒副作用，还对如皮肤、牙周组织等有营养与修复的作用。大量研究证明，丝素蛋白基组织工程支架能够应用于骨、皮肤、血管、神经、肝、软骨、韧带多种组织的再生。同时，丝素蛋白开始被应用于药物缓释领域，丝素蛋白薄膜或凝胶作为药物释放的载体，表现出良好的控释效果。丝素蛋白在这些领域表现出巨大的应用前景。
目前，对于丝蛋白多孔材料的制备与应用已是近年来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有盐析法、气体发泡法、冷冻干燥法、静电纺丝法以及相分离法等。例如：
(1)公开号为CN1262579C的中国发明专利“丝素蛋白海绵状三维多孔材料制备方法”中，需要采用甲醇或者乙醇作为变性剂，促使丝素II结构形成，提高丝素蛋白在水中稳定性，同样地，因为降解缓慢，不可调控，而且有机溶剂的使用可能会对生物相容性带来负面影响。
(2)公开号为CN101502669A的中国发明专利“丝素蛋白多孔三维支架及其制备方法”中，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，仍然存在分离片状结构，且蛋白的纳米结晶结构无法调控。
(3)公开号为CN1844509A的中国发明专利“一种丝素蛋白多孔结构材料的制备方法”中，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。
目前，盐析法仍然是制备丝蛋白多孔支架的最主要的方法之一，然而，传统的盐析法制备的丝蛋白多孔支架存在硬度高，结晶度高，多孔支架孔壁表面结构无法调控的问题，不适用于软组织的修复。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是在传统盐析的基础上，通过对丝蛋白结构的调控，提供一种丝蛋白微纳结构可调，二级结构可变的丝素蛋白多孔材料的制备方法，进而实现对丝蛋白细胞相容性、力学性能和降解性能的改变和调整，克服现有技术所得丝素蛋白多孔支架材料存在的硬度高、降解过于缓慢、微纳结构不可控的缺陷，所得产品生物降解性好、孔隙率高、结晶结构可调、仿生性优异，具有更好的促进组织修复，特别是软组织修复的性能。
为达到上述目的，本发明的技术方案包括以下步骤：
(1)制备丝素蛋白溶液，该丝素蛋白溶液具有第一浓度；
(2)对所述丝素蛋白溶液进行浓缩处理，使该丝素蛋白溶液具有第二浓度，所述第二浓度大于第一浓度；
(3)调整浓缩后的丝素蛋白溶液的质量分数，使所述丝素蛋白溶液的质量分数为4％至9％；
(4)利用盐析法，以氯化钠为成孔剂将上述丝素溶液制成支架并静置，然后去除所述支架中的氯化钠得到海绵组织；
(5)将所述海绵组织干燥处理后，获得干态的丝素蛋白多孔材料。
优选的，所述步骤(1)中制备丝素蛋白水溶液包括步骤：
(1.1)将蚕丝放在碳酸钠溶液中进行脱胶处理并烘干，去除蚕丝外部的丝胶蛋白；
(1.2)以溴化锂溶液对所述脱胶之后的蚕丝进行溶解处理；
(1.3)对所述溶有蚕丝的溴化锂溶液进行透析处理，去除溶液中的溴化锂以获得该具有第一浓度的丝素蛋白溶液。
优选的，所述透析处理包括：将所述溶有蚕丝的溴化锂溶液用截留分子量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。
优选的，所述第一浓度的值为6％，所述第二浓度的值为25％至40％。。
优选的，所述浓缩处理包括：将丝素蛋白溶液放置于20℃至80℃环境下进行浓缩，浓缩时间为8小时至160小时。
优选的，在所述步骤(2)中，将丝素蛋白溶液浓缩处理后，还包括在0℃-40℃环境下放置2-21天，以促进丝素蛋白组装成纳米线结构。
优选的，所述步骤(4)中的静置时间至少大于12小时。
优选的，所述步骤(5)中的干燥处理为冷冻干燥处理，该冷冻干燥包括：将海绵组织在-20℃的低温条件下经过12小时以上冷冻，获得冷冻体；将冷冻体放入冻干机干燥72小时，获得干态的丝素蛋白多孔材料。
优选的，所述步骤(5)中的干燥处理为缓慢干燥处理，该缓慢干燥包括：将海绵组织在室温下进行自然干燥处理，所述干燥的时间为1小时-48小时。
优选的，所述步骤(5)中的干燥处理为快速干燥处理，该快速干燥包括：将海绵组织在50℃-90℃烘箱中快速干燥。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
第一：本发明通过将丝素蛋白溶液进行浓缩处理，然后用处理后的丝素蛋白溶液通过盐析法制成支架。其本质是利用丝蛋白的自组装行为，改变丝素蛋白二级结构。因此获得的多孔支架同其它方法相比，不仅具有良好的成孔性，而且孔的内壁具有十分明显的微细结构。
第二：由于本发明在制备过程中是用NaCl作为成孔剂，成型后用水将NaCl去除，不需添加其它化学试剂，无毒副作用，不会引起丝素蛋白支架生物相容性降低。
第三：本发明可以在制备过程中，通过调节浓缩时间，静置时间、丝素溶液浓度等工艺参数调控支架材料中丝素I与丝素II及无规卷曲结构的含量，从而获得具有不同的降解性能和力学性能的丝素蛋白支架材料。满足不同组织修复的需要。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的一种丝素蛋白多孔三维材料制备方法的流程图；
图2是实施例一所述的经浓缩处理后的丝素溶液经盐析法所得丝蛋白支架真空干燥后的电镜图；
图3是实施例二所述的经浓缩处理后的丝素溶液经盐析法所得丝蛋白支架真空干燥后的电镜图；
图4是本发明的蚕丝蛋白支架与未经浓缩处理的普通蚕丝蛋白支架的FTIR测试比较图；
图5是本发明的蚕丝蛋白支架与未经浓缩处理的普通蚕丝蛋白支架的X射线衍射(XRD)分析比较图；
图6是本发明的蚕丝蛋白支架与未经浓缩处理的普通蚕丝蛋白支架的酶降解分析比较图。
具体实施方式
请参见图1，图1是本发明的一种丝素蛋白多孔三维材料制备方法的流程图，如图所示，该制备方法包括步骤：
S11：制备丝素蛋白溶液，该丝素蛋白溶液具有第一浓度；
S12：对所述丝素蛋白溶液进行浓缩处理，使该丝素蛋白溶液具有第二浓度，所述第二浓度大于第一浓度；
S13：调整浓缩后的丝素蛋白溶液的质量分数，使所述丝素蛋白溶液的质量分数为4％至9％；
S14：利用盐析法，以氯化钠为成孔剂将上述丝素溶液制成支架并静置，然后去除所述支架中的氯化钠得到海绵组织；
S15：将所述海绵组织干燥处理后，获得干态的丝素蛋白多孔材料。
步骤S11通过常规手段制备丝素蛋白溶液，所获得的溶液浓度一般在6％左右。
步骤S12将上述丝素蛋白溶液进行浓缩，该浓缩过程实质是让溶液中的丝素蛋白进行自组装行为，目的是为了改变丝素蛋白二级结构，从而获得的多孔支架同其它方法相比，不仅具有良好的成孔性，而且孔的内壁具有十分明显的微细结构。
步骤S14中采用氯化钠(NaCl)作为成孔剂对丝素蛋白溶液进行盐析处理，由于NaCl具有方便去除，无毒副作用等优点，所以不会引起丝素蛋白支架生物相容性降低等问题。
步骤S15中的干燥处理可包括：冷冻干燥处理、缓慢干燥处理和快速干燥处理等几种处理方式。
在整个制备过程中，可以通过控制浓缩时间、静置时间、丝素溶液浓度等工艺参数调控支架材料中丝素I与丝素II及无规卷曲结构的含量，从而获得具有不同的降解性能和力学性能的丝素蛋白支架材料。
下面将以几个具体实施方式详细说明本发明的丝素蛋白多孔三维材料制备方法。
实施例一：
制备丝素蛋白溶液。具体为：将50g蚕丝放入0.5％的Na2CO3溶液中进行脱胶处理并烘干，脱胶时以100℃煮沸1小时，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放入于100mL浓度为9.3mol/L的溴化锂(LiBr)溶液中进行溶解处理，溶解处理时在60℃下溶解4小时。然后对上述溶解有蚕丝的LiBr溶液进行透析处理，透析时用截留分子量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，以去除溶液中的LiBr，从而得到纯净的丝素蛋白溶液，其浓度为6％。
将上述丝素蛋白溶液在60℃的环境下进行浓缩处理，浓缩时间为120小时，丝素蛋白浓缩后溶液浓度为25％。然后将丝素蛋白水溶液的质量分数调整为8％；
将丝素溶液经盐析法(NaCl粒径为350～450微米)制成支架，静置48小时后，在水中浸泡72小时，去除NaCl，得到海绵组织。
再放入-20℃下冷冻24小时得到冷冻体。放入冻干机干燥72小时后得到纳米丝蛋白多孔材料。
请参见图2，图2是实施例一所述的经浓缩处理后的丝素溶液经盐析法所得丝蛋白支架真空干燥后的电镜图。从图2可见，上述支架的孔直径约为389±15μm，孔壁上含有大量微球。
实施例二：
采用与实施例一相同的方法制备浓度为6％的纯净丝素蛋白溶液。
将丝素蛋白溶液在80℃的环境下进行浓缩处理，浓缩时间为8小时，丝素蛋白浓缩后溶液浓度为20％。然后将丝素蛋白水溶液的质量分数调整为4％；
将丝素溶液经盐析法制成支架，静置48小时后，在水中浸泡72小时，去除NaCl，得到海绵组织。
采用缓慢干燥处理方式，在室温下自然干燥后得到纳米丝蛋白多孔材料。
请参见图3，图3是实施例二的对上述丝素蛋白支架进行扫描电镜测试。发现支架孔径约为319±15μm，硬度比前处理相同的真空干燥支架增加。
实施例三：
采用与实施例一相同的方法制备浓度为6％的纯净丝素蛋白溶液。
将丝素蛋白溶液在20℃的环境下进行浓缩处理，浓缩时间为160小时，丝素蛋白浓缩后溶液浓度为28％。然后将丝素蛋白水溶液的质量分数调整为9％；
将丝素溶液经盐析法制成支架，静置48小时后，在水中浸泡72小时，去除NaCl，得到海绵组织。再放入-20℃下冷冻24小时得到冷冻体。放入冻干机干燥72小时后得到纳米丝蛋白多孔材料。
实施例四：
采用与实施例一相同的方法制备浓度为6％的纯净丝素蛋白溶液。
将丝素蛋白溶液在60℃的环境下进行浓缩处理，浓缩时间为100小时，丝素蛋白浓缩后溶液浓度为35％。然后将丝素蛋白水溶液的质量分数调整为8％；
将丝素溶液经盐析法制成支架，放置48小时后，在水中浸泡72小时，去除NaCl，得到海绵组织。再放入-20℃下冷冻24小时得到冷冻体。放入冻干机干燥72小时后得到纳米丝蛋白多孔材料。
实施例五：
采用与实施例一相同的方法制备浓度为6％的纯净丝素蛋白溶液。
将丝素蛋白溶液在60℃进行浓缩处理，浓缩时间为150小时，丝素蛋白浓缩后溶液浓度为40％。然后将丝素蛋白水溶液的质量分数调整为6％；
将丝素溶液经盐析法制成支架，静置48小时后，在水中浸泡72小时，去除NaCl，得到海绵组织。再放入-20℃下冷冻24小时得到冷冻体。放入冻干机干燥72小时后得到纳米丝蛋白多孔材料。
实施例六：
采用与实施例一相同的方法制备浓度为6％的纯净丝素蛋白溶液。
将丝素蛋白溶液在60℃进行浓缩处理，浓缩时间为48小时，丝素蛋白浓缩后溶液浓度为30％。将浓缩液在4℃放置20天，然后将丝素蛋白水溶液的质量分数调整为6％；
将丝素溶液经盐析法制成支架，放置48小时后，在水中浸泡72小时，去除NaCl，得到海绵组织。将海绵状多孔支架在60℃下快速干燥，获得干态的丝蛋白多孔支架。
实施例七：
采用与实施例一相同的方法制备浓度为6％的纯净丝素蛋白溶液。
将丝素蛋白溶液在60℃进行浓缩处理，浓缩时间为48小时，丝素蛋白浓缩后溶液浓度为30％。将浓缩液在37℃放置3天，然后将丝素蛋白水溶液的质量分数调整为6％；
将丝素溶液经盐析法制成支架，放置48小时后，在水中浸泡72小时，去除NaCl，得到海绵组织。
将海绵状多孔支架在室温下自然干燥，获得干态的丝蛋白多孔支架。
请参见图4，图4是本发明的蚕丝蛋白支架与未经浓缩处理的普通蚕丝蛋白支架的FTIR测试比较图。其中曲线a、b为所述经浓缩处理后的丝素溶液经盐析法所得丝蛋白支架的FTIR测试图，曲线c、d为未经浓缩处理丝素溶液经盐析法所得支架的对照图。通过对比表明经过浓缩处理后的丝蛋白溶液进行盐析法制备多孔支架，所获得支架具有更多的无规结构存在，有利于提高材料的韧性和亲水性。可能原因是丝素蛋白浓缩有利于形成更强的分子内亲水作用，使晶体转化实现困难。
请参见图5，图5是本发明的蚕丝蛋白支架与未经浓缩处理的普通蚕丝蛋白支架的X射线衍射(XRD)分析比较图。其中曲线a、b为未处理丝素溶液经盐析法所得支架的XRD曲线，曲线c、d为所述经浓缩处理后的丝素溶液经盐析法所得丝蛋白支架的XRD曲线。对本发明的丝素蛋白支架进行X-射线衍射分析，经过浓缩处理后的溶液制备支架XRD中的结晶峰强度减弱，峰宽增加，表明经浓缩处理后所制备多孔支架含有更多的非晶结构。
将本发明的支架材料切块，浴比1∶100做酶降解处理，如图6所示，其中曲线a为未经浓缩处理丝素溶液经盐析法所得支架的降解曲线，曲线b为所述经浓缩处理后的丝素溶液经盐析法所得丝蛋白支架的降解曲线。同直接使用未处理的丝蛋白作为原料所制备支架相比，经过浓缩处理后的溶液制备的多孔支架降解较快。
综上所述，本发明通过将丝素蛋白溶液进行浓缩处理，然后用处理后的丝素蛋白溶液通过盐析法制成支架。利用丝蛋白的自组装行为，改变丝素蛋白二级结构。因此获得的多孔支架同其它方法相比，不仅具有良好的成孔性，而且孔的内壁具有十分明显的微细结构。另外，由于本发明在制备过程中是用NaCl作为成孔剂，成型后用水将NaCl去除，不需添加其它化学试剂，无毒副作用，不会引起丝素蛋白支架生物相容性降低。并且本发明可以在制备过程中，通过调节浓缩时间，静置时间、丝素溶液浓度等工艺参数调控支架材料中丝素I与丝素II及无规卷曲结构的含量，从而获得具有不同的降解性能和力学性能的丝素蛋白支架材料。满足不同组织修复的需要。
上述实施例所得丝素蛋白三维支架材料可应用于软骨、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三维材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备丝素蛋白溶液，该丝素蛋白溶液具有第一浓度；
(2)对所述丝素蛋白溶液进行浓缩处理，使该丝素蛋白溶液具有第二浓度，所述第二浓度大于第一浓度；
(3)调整浓缩后的丝素蛋白溶液的质量分数，使所述丝素蛋白溶液的质量分数为4％至9％；
(4)利用盐析法，以氯化钠为成孔剂将上述丝素溶液制成支架并静置，然后去除所述支架中的氯化钠得到海绵组织；
(5)将所述海绵组织干燥处理后，获得干态的丝素蛋白多孔材料。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中制备丝素蛋白水溶液包括步骤：
(1.1)将蚕丝放在碳酸钠溶液中进行脱胶处理并烘干，去除蚕丝外部的丝胶蛋白；
(1.2)以溴化锂溶液对所述脱胶之后的蚕丝进行溶解处理；
(1.3)对所述溶有蚕丝的溴化锂溶液进行透析处理，去除溶液中的溴化锂以获得该具有第一浓度的丝素蛋白溶液。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述透析处理包括：将所述溶有蚕丝的溴化锂溶液用截留分子量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。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述第一浓度的值为6％，所述第二浓度的值为25％至40％。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述浓缩处理包括：将丝素蛋白溶液放置于20℃至80℃环境下进行浓缩，浓缩时间为8小时至160小时。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在所述步骤(2)中，将丝素蛋白溶液浓缩处理后，还包括在0℃-40℃环境下放置2天-21天，以促进丝素蛋白组装成纳米线结构。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中的静置时间至少12小时。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中的干燥处理为冷冻干燥，该冷冻干燥包括：将海绵组织在-20℃的低温条件下经过至少12小时冷冻，获得冷冻体；将冷冻体放入冻干机干燥72小时，获得干态的丝素蛋白多孔材料。
9.如权利要求1所述制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中的干燥处理为缓慢干燥处理，该缓慢干燥处理包括：将海绵组织在室温下进行自然干燥处理，所述干燥的时间为1小时-48小时。
10.如权利要求1所述制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中的干燥处理为快速干燥处理，该快速干燥处理包括：将海绵组织在50℃-90℃烘箱中快速干燥。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110447962.8A CN102512710B (zh) | 2011-12-28 | 2011-12-28 | 一种丝素蛋白多孔三维材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110447962.8A CN102512710B (zh) | 2011-12-28 | 2011-12-28 | 一种丝素蛋白多孔三维材料的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102512710A true CN102512710A (zh) | 2012-06-27 |
| CN102512710B CN102512710B (zh) | 2014-02-26 |
Family
ID=46283951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201110447962.8A Active CN102512710B (zh) | 2011-12-28 | 2011-12-28 | 一种丝素蛋白多孔三维材料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102512710B (zh) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104130443A (zh) * | 2014-07-11 | 2014-11-05 | 安徽省农业科学院蚕桑研究所 | 一种医用软胶囊壳用的蚕天然凝胶的制备方法 |
| CN104491933A (zh) * | 2015-01-16 | 2015-04-08 | 丝科普乐（北京）生物科技有限公司 | 一种促瘘管修复材料及其制备方法 |
| CN105749343A (zh) * | 2016-03-07 | 2016-07-13 | 北京航空航天大学 | 一种无需有机溶剂且二级结构可控的丝素蛋白多孔材料的制备方法 |
| CN106243376A (zh) * | 2016-08-19 | 2016-12-21 | 苏州大学 | 一种丝素蛋白纳米纤维多孔支架及其制备方法 |
| CN106620844A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-05-10 | 宁波芸生纺织品科技有限公司 | 一种碳酸钙增强的丝素纤维支架及其制备方法 |
| CN106823000A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-06-13 | 芜湖扬展新材料科技服务有限公司 | 一种含蝉蜕的蚕丝蛋白组织修复材料 |
| CN106924808A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-07-07 | 芜湖扬展新材料科技服务有限公司 | 一种含地肤子的蚕丝蛋白组织修复材料 |
| CN106975103A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-07-25 | 芜湖扬展新材料科技服务有限公司 | 一种含苦参的蜘蛛丝蛋白组织修复材料 |
| CN106983913A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-07-28 | 芜湖扬展新材料科技服务有限公司 | 一种含壳聚糖的蚕丝蛋白组织修复材料 |
| CN107029288A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-08-11 | 芜湖扬展新材料科技服务有限公司 | 一种含紫花地丁的蚕丝蛋白组织修复材料 |
| CN107029290A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-08-11 | 芜湖扬展新材料科技服务有限公司 | 一种含微胶囊的蚕丝蛋白组织修复材料 |
| CN107029289A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-08-11 | 芜湖扬展新材料科技服务有限公司 | 一种蜘蛛丝蛋白组织修复材料 |
| CN107080860A (zh) * | 2017-05-02 | 2017-08-22 | 丝纳特（苏州）生物科技有限公司 | 一种丝蛋白海绵及其制备方法 |
| CN108785752A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-11-13 | 苏州丝美特生物技术有限公司 | 丝素蛋白基多孔材料及其制备方法 |
| CN109867811A (zh) * | 2017-12-04 | 2019-06-11 | 江西丝科生物科技有限公司 | 一种多孔-实体复合蚕丝材料及其制备方法 |
| CN110591143A (zh) * | 2019-09-26 | 2019-12-20 | 北京大学第三医院（北京大学第三临床医学院） | 一种丝素蛋白冷冻海绵的制备及应用方法 |
| CN115645597A (zh) * | 2022-11-24 | 2023-01-31 | 山东宝森新材料科技有限公司 | 一种丝素蛋白止血凝胶及其制备方法和应用 |
| CN115779138A (zh) * | 2022-11-24 | 2023-03-14 | 山东宝森新材料科技有限公司 | 一种丝素蛋白止血粉及其制备方法和应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005012606A2 (en) * | 2003-04-10 | 2005-02-10 | Tufts University | Concentrated aqueous silk fibroin solution and use thereof |
| CN101596327A (zh) * | 2009-07-13 | 2009-12-09 | 北京理工大学 | 一种三维丝素蛋白多孔支架材料的制备方法 |
| CN101891962A (zh) * | 2010-07-22 | 2010-11-24 | 苏州大学 | 丝素蛋白多孔三维材料的制备方法 |
-
2011
- 2011-12-28 CN CN201110447962.8A patent/CN102512710B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005012606A2 (en) * | 2003-04-10 | 2005-02-10 | Tufts University | Concentrated aqueous silk fibroin solution and use thereof |
| CN101596327A (zh) * | 2009-07-13 | 2009-12-09 | 北京理工大学 | 一种三维丝素蛋白多孔支架材料的制备方法 |
| CN101891962A (zh) * | 2010-07-22 | 2010-11-24 | 苏州大学 | 丝素蛋白多孔三维材料的制备方法 |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| 《Journal of Materials Science: Materials in Medicine 》 20061231 Qiang Lv etal. "Preparation of 3-D regenerated fibroin scaffolds with freeze drying method and freeze drying/foaming technique" 第1349-1356页 1-10 第17卷, 第12期 * |
| 《北京理工大学学报》 20110930 林静等 "天然丝素制备三维多孔支架" 第1109-1113页 1-10 第31卷, 第9期 * |
| 《现代丝绸科学与技术》 20110430 张冰等 "丝素多孔海绵的研究进展" 第70-73页 1-10 , 第2期 * |
| QIANG LV ETAL.: ""Preparation of 3-D regenerated fibroin scaffolds with freeze drying method and freeze drying/foaming technique"", 《JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE: MATERIALS IN MEDICINE 》, vol. 17, no. 12, 31 December 2006 (2006-12-31), pages 1349 - 1356 * |
| 张冰等: ""丝素多孔海绵的研究进展"", 《现代丝绸科学与技术》, no. 2, 30 April 2011 (2011-04-30), pages 70 - 73 * |
| 林静等: ""天然丝素制备三维多孔支架"", 《北京理工大学学报》, vol. 31, no. 9, 30 September 2011 (2011-09-30), pages 1109 - 1113 * |
Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104130443B (zh) * | 2014-07-11 | 2018-05-04 | 安徽省农业科学院蚕桑研究所 | 一种医用软胶囊壳用的蚕天然凝胶的制备方法 |
| CN104130443A (zh) * | 2014-07-11 | 2014-11-05 | 安徽省农业科学院蚕桑研究所 | 一种医用软胶囊壳用的蚕天然凝胶的制备方法 |
| CN104491933A (zh) * | 2015-01-16 | 2015-04-08 | 丝科普乐（北京）生物科技有限公司 | 一种促瘘管修复材料及其制备方法 |
| CN105749343A (zh) * | 2016-03-07 | 2016-07-13 | 北京航空航天大学 | 一种无需有机溶剂且二级结构可控的丝素蛋白多孔材料的制备方法 |
| CN106243376A (zh) * | 2016-08-19 | 2016-12-21 | 苏州大学 | 一种丝素蛋白纳米纤维多孔支架及其制备方法 |
| CN106243376B (zh) * | 2016-08-19 | 2019-05-28 | 苏州大学 | 一种丝素蛋白纳米纤维多孔支架及其制备方法 |
| CN106620844A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-05-10 | 宁波芸生纺织品科技有限公司 | 一种碳酸钙增强的丝素纤维支架及其制备方法 |
| CN106823000A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-06-13 | 芜湖扬展新材料科技服务有限公司 | 一种含蝉蜕的蚕丝蛋白组织修复材料 |
| CN107029288A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-08-11 | 芜湖扬展新材料科技服务有限公司 | 一种含紫花地丁的蚕丝蛋白组织修复材料 |
| CN107029290A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-08-11 | 芜湖扬展新材料科技服务有限公司 | 一种含微胶囊的蚕丝蛋白组织修复材料 |
| CN107029289A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-08-11 | 芜湖扬展新材料科技服务有限公司 | 一种蜘蛛丝蛋白组织修复材料 |
| CN106975103A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-07-25 | 芜湖扬展新材料科技服务有限公司 | 一种含苦参的蜘蛛丝蛋白组织修复材料 |
| CN106983913A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-07-28 | 芜湖扬展新材料科技服务有限公司 | 一种含壳聚糖的蚕丝蛋白组织修复材料 |
| CN106924808A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-07-07 | 芜湖扬展新材料科技服务有限公司 | 一种含地肤子的蚕丝蛋白组织修复材料 |
| CN107080860A (zh) * | 2017-05-02 | 2017-08-22 | 丝纳特（苏州）生物科技有限公司 | 一种丝蛋白海绵及其制备方法 |
| CN109867811B (zh) * | 2017-12-04 | 2020-06-26 | 江西丝科生物科技有限公司 | 一种多孔-实体复合蚕丝材料及其制备方法 |
| CN109867811A (zh) * | 2017-12-04 | 2019-06-11 | 江西丝科生物科技有限公司 | 一种多孔-实体复合蚕丝材料及其制备方法 |
| CN108785752A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-11-13 | 苏州丝美特生物技术有限公司 | 丝素蛋白基多孔材料及其制备方法 |
| CN110591143A (zh) * | 2019-09-26 | 2019-12-20 | 北京大学第三医院（北京大学第三临床医学院） | 一种丝素蛋白冷冻海绵的制备及应用方法 |
| CN115645597A (zh) * | 2022-11-24 | 2023-01-31 | 山东宝森新材料科技有限公司 | 一种丝素蛋白止血凝胶及其制备方法和应用 |
| CN115779138A (zh) * | 2022-11-24 | 2023-03-14 | 山东宝森新材料科技有限公司 | 一种丝素蛋白止血粉及其制备方法和应用 |
| CN115645597B (zh) * | 2022-11-24 | 2023-11-03 | 山东宝森新材料科技有限公司 | 一种丝素蛋白止血凝胶及其制备方法和应用 |
| CN115779138B (zh) * | 2022-11-24 | 2024-05-24 | 山东宝森新材料科技有限公司 | 一种丝素蛋白止血粉及其制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102512710B (zh) | 2014-02-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102512710B (zh) | 一种丝素蛋白多孔三维材料的制备方法 | |
| CN105688274B (zh) | 一种聚己内酯/明胶电纺复合支架的制备工艺 | |
| CN102357264B (zh) | 一种丝素蛋白多孔材料的制备方法 | |
| US20100190254A1 (en) | Three-dimensional porous hybrid scaffold and manufacture thereof | |
| CN107213529B (zh) | 一种用于提高成骨细胞粘附和成骨性能的可降解医用高分子三维材料的制备方法 | |
| CN108404209B (zh) | 一种胶原-丝素共组装海绵材料、共组装人工皮肤及其制备方法 | |
| WO2010081408A1 (zh) | 一种生物活性组织再生膜及其制备方法 | |
| US20110060413A1 (en) | Guided bone regeneration membrane and manufacturing method thereof | |
| CN105749343A (zh) | 一种无需有机溶剂且二级结构可控的丝素蛋白多孔材料的制备方法 | |
| CN102430155A (zh) | 一种蜂窝状丝素蛋白多孔支架及制备方法 | |
| KR20160035917A (ko) | 조직 및 뼈 재생을 위한 실크 피브로인 다공성 3차원 지지체 제작 방법 | |
| CN106492286B (zh) | 一种蚕丝蛋白/细菌纤维素复合水凝胶及其制备方法和应用 | |
| CN105031729B (zh) | 一种真皮组织仿生海绵的制备方法 | |
| CN114028620B (zh) | 一种矿化人工骨膜及其制备方法和应用 | |
| CN109395162B (zh) | 一种天然蛋白基仿生结构骨支架的制备方法 | |
| CN101327341A (zh) | 一种纳米级丝蛋白-羟基磷灰石矿化复合纤维的制备方法 | |
| CN113174592B (zh) | 一种改善医用锌/锌合金表面生物相容性涂层的制备与应用 | |
| JP6429490B2 (ja) | コラーゲン線維架橋多孔体 | |
| CN103691002A (zh) | 细菌纤维素/胶原/羟基磷灰石复合材料及制备和应用 | |
| CN112972759A (zh) | 一种利用磁场体外调控材料表面生物活性的复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN103467778A (zh) | 细菌纤维素/卵磷脂复合材料及制备和应用 | |
| CN101856512B (zh) | 可降解泡沫铁基磷酸钙-壳聚糖复合骨植入材料 | |
| US9345807B2 (en) | PLGA scaffold | |
| CN106110392B (zh) | 一种多肽改性蜂窝状纤维素支架及其制备方法 | |
| JP2009095522A (ja) | 多孔質足場材 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |