CN103436985A - 一种丝素蛋白/壳聚糖共混纳米纤维的制备方法 - Google Patents

一种丝素蛋白/壳聚糖共混纳米纤维的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种丝素蛋白/壳聚糖共混纳米纤维的制备方法，包括以下步骤：将蚕丝脱胶后烘干，将烘干的蚕丝纤维溶解于三元溶剂中，经透析、过滤后，置于冷冻干燥机制得多孔再生丝素蛋白；将再生丝素蛋白溶解于甲酸中配制纺丝液，将壳聚糖溶解于三氟乙酸中配制纺丝液，将丝素蛋白溶液和壳聚糖溶液按体积比1-2:1混合均匀得到混合纺丝液；将混合纺丝液进行纺丝，得到丝素蛋白/壳聚糖共混纳米纤维。制备的纳米纤维的降解性能优良，柔韧性高，是理想的组织工程支架，制备方法原材料来源广泛，成本低廉，操作简单易推广应用。

Description

一种丝素蛋白/壳聚糖共混纳米纤维的制备方法
技术领域：
本发明涉及纳米纤维制备技术领域，具体地说涉及一种丝素蛋白/壳聚糖共混纳米纤维的制备方法。
背景技术：
丝素蛋白(SF)是由蚕丝脱胶得来，是一种原料丰富、生物相容性好、生物可降解的天然蛋白。蚕丝纤维溶解后可加工成泡沫、薄膜、纤维、织物或各种几何形状，满足不同组织工程基质的需要，被广泛应用于皮肤、骨、神经导管等组织的修复和再生。壳聚糖(CS)为天然阳离子多糖高分子材料，是细胞外基质粘多糖的良好替代物，不仅具有良好的生物相容性和生物可降解性，同时又具有导电性。用壳聚糖与丝素蛋白共混静电纺丝，能够得到更细的纳米纤维，更好地模拟细胞外基质(ECM)的形态和组成，已被广泛应用于组织工程领域。
发明内容：
本发明的目的是提供一种丝素蛋白/壳聚糖共混纳米纤维的制备方法，该纳米纤维的降解性能优良，柔韧性高，是理想的组织工程支架，制备方法原材料来源广泛，成本低廉，操作简单易推广应用。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一种丝素蛋白/壳聚糖共混纳米纤维的制备方法，包括以下步骤：
（1）将蚕丝置于质量分数为0.5%Na2CO3水溶液中，升温至90-100℃，煮30min，并重复3次，用蒸馏水洗，除去丝胶，于40-50℃下烘干；将上述烘干的蚕丝纤维于75-80℃下溶解于三元溶剂中，浴比为1：40，溶液经透析、过滤后，置于冷冻干燥机中于-60℃下冷冻24-48h制得多孔再生丝素蛋白；
（2）将再生丝素蛋白溶解于甲酸中，配制质量分数为20%的纺丝液，将壳聚糖溶解于三氟乙酸中制得质量分数为5%的纺丝液，将丝素蛋白溶液和壳聚糖溶液按体积比1-2:1混合均匀得到混合纺丝液；
（3）将配好的丝素蛋白和壳聚糖混合纺丝液进行纺丝，条件为：温度为20-30℃，相对湿度为55-65%，电场强度为2-3kV/cm，纺丝距离为8-10cm，纺丝流率为0.005-0.01mL/min，得到丝素蛋白/壳聚糖共混纳米纤维。
作为上述技术方案的优选，步骤（1）中的三元溶剂为CaCl2、H2O和C2H5OH的混合物，CaCl2、H2O和C2H5OH的摩尔比为1：8：2。
本发明的有益效果在于：制备方法操作简单，成本低，环境污染小，易实现工业化生产。
附图说明：
图1为实施例1丝素蛋白/壳聚糖共混纳米纤维的扫描电镜照片。
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1：将50g蚕丝置于2升质量分数为0.5%Na2CO3水溶液中，升温至90-100℃，煮30min，并重复3次，用蒸馏水洗，除去丝胶，于40-50℃下烘干；将上述烘干的蚕丝纤维于75-80℃下溶解于CaCl2、H2O和C2H5OH配制的三元溶剂中，浴比为1：40，CaCl2、H2O和C2H5OH的摩尔比为1：8：2，溶液经透析、过滤后，置于冷冻干燥机中于-60℃下冷冻24-48h制得多孔再生丝素蛋白；
将1.0g再生丝素蛋白溶解于5.0g甲酸中，配制质量分数为20%的纺丝液，将1.0g壳聚糖溶解于20.0g三氟乙酸中制得质量分数为5%的纺丝液，将丝素蛋白溶液和壳聚糖溶液按体积比1:1混合均匀得到混合纺丝液；
将配好的丝素蛋白和壳聚糖混合纺丝液进行纺丝，条件为：温度为20℃，相对湿度为55-57%，电场强度为2kV/cm，纺丝距离为8cm，纺丝流率为0.006mL/min，得到平均纤维直径为185纳米的丝素蛋白/壳聚糖共混纳米纤维，见图1（标尺：10μm）。
实施例2：将50g蚕丝置于2升质量分数为0.5%Na2CO3水溶液中，升温至90-100℃，煮30min，并重复3次，用蒸馏水洗，除去丝胶，于40-50℃下烘干；将上述烘干的蚕丝纤维于75-80℃下溶解于CaCl2、H2O和C2H5OH配制的三元溶剂中，浴比为1：40，CaCl2、H2O和C2H5OH的摩尔比为1：8：2，溶液经透析、过滤后，置于冷冻干燥机中于-60℃下冷冻24-48h制得多孔再生丝素蛋白；
将1.0g再生丝素蛋白溶解于5.0g甲酸中，配制质量分数为20%的纺丝液，将1.0g壳聚糖溶解于20.0g三氟乙酸中制得质量分数为5%的纺丝液，将丝素蛋白溶液和壳聚糖溶液按体积比1.5:1混合均匀得到混合纺丝液；
将配好的丝素蛋白和壳聚糖混合纺丝液进行纺丝，条件为：温度为25℃，相对湿度为56-58%，电场强度为2.5kV/cm，纺丝距离为10cm，纺丝流率为0.008mL/min，得到平均纤维直径为163纳米的丝素蛋白/壳聚糖共混纳米纤维。
实施例3：将50g蚕丝置于2升质量分数为0.5%Na2CO3水溶液中，升温至90-100℃，煮30min，并重复3次，用蒸馏水洗，除去丝胶，于40-50℃下烘干；将上述烘干的蚕丝纤维于75-80℃下溶解于CaCl2、H2O和C2H5OH配制的三元溶剂中，浴比为1：40，CaCl2、H2O和C2H5OH的摩尔比为1：8：2，溶液经透析、过滤后，置于冷冻干燥机中于-60℃下冷冻24-48h制得多孔再生丝素蛋白；
将1.0g再生丝素蛋白溶解于5.0g甲酸中，配制质量分数为20%的纺丝液，将1.0g壳聚糖溶解于20.0g三氟乙酸中制得质量分数为5%的纺丝液，将丝素蛋白溶液和壳聚糖溶液按体积比2:1混合均匀得到混合纺丝液；
将配好的丝素蛋白和壳聚糖混合纺丝液进行纺丝，条件为：温度为28℃，相对湿度为60-63%，电场强度为3kV/cm，纺丝距离为9cm，纺丝流率为0.01mL/min，得到平均纤维直径为174纳米的丝素蛋白/壳聚糖共混纳米纤维。

Claims (2)

1.一种丝素蛋白/壳聚糖共混纳米纤维的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将蚕丝置于质量分数为0.5%Na2CO3水溶液中，升温至90-100℃，煮30min，并重复3次，用蒸馏水洗，除去丝胶，于40-50℃下烘干；将上述烘干的蚕丝纤维于75-80℃下溶解于三元溶剂中，浴比为1：40，溶液经透析、过滤后，置于冷冻干燥机中于-60℃下冷冻24-48h制得多孔再生丝素蛋白；
（2）将再生丝素蛋白溶解于甲酸中，配制质量分数为20%的纺丝液，将壳聚糖溶解于三氟乙酸中制得质量分数为5%的纺丝液，将丝素蛋白溶液和壳聚糖溶液按体积比1-2:1混合均匀得到混合纺丝液；
（3）将配好的丝素蛋白和壳聚糖混合纺丝液进行纺丝，条件为：温度为20-30℃，相对湿度为55-65%，电场强度为2-3kV/cm，纺丝距离为8-10cm，纺丝流率为0.005-0.01mL/min，得到丝素蛋白/壳聚糖共混纳米纤维。
2.根据权利要求1所述的一种丝素蛋白/壳聚糖共混纳米纤维的制备方法，其特征在于：步骤（1）中的三元溶剂为CaCl2、H2O和C2H5OH的混合物，CaCl2、H2O和C2H5OH的摩尔比为1：8：2。
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