CN103469351A - 负载维生素c的丝素蛋白/透明质酸复合纳米纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种负载维生素C的丝素蛋白/透明质酸复合纳米纤维的制备方法，其具体操作步骤如下：将丝素蛋白溶于去离子水中，室温下充分搅拌至完全溶解，得到质量百分比为30-35%的丝素蛋白溶液；将透明质酸溶于去离子水中，室温下充分搅拌至完全溶解，得到质量百分比为2-4%的透明质酸溶液；将丝素蛋白溶液和透明质酸溶液混合，得到丝素蛋白/透明质酸混合溶液；将维生素C磷酸酯钠溶于丝素蛋白/透明质酸混合溶液中，充分搅拌均匀得到共混静电纺丝液；将共混静电纺丝液通过静电纺丝，得到负载维生素C的丝素蛋白/透明质酸复合纳米纤维。该方法制备出的纳米纤维能在组成上模拟细胞外基质的成分，赋予纳米纤维优异的生理功能。
Description
技术领域
本发明涉及纳米纤维制备技术领域，具体涉及一种负载维生素C（简称维C）的丝素蛋白/透明质酸复合纳米纤维的制备方法。
背景技术
丝素蛋白是一种自然界存在非常丰富的天然蛋白质，具有良好的生物相容性、生物可降解性、良好的透气、透湿性、无免疫原性等优异的性能，近年来被广泛应用于组织工程领域。丝素蛋白纳米纤维的高孔隙率、高比表面积及良好的透湿和透气性能成为皮肤组织再生和伤口治愈的优选材料。Min等发现人体角质细胞和成纤维细胞在丝素蛋白纳米纤维上有很好的黏附和扩散。在伤口治愈的研究中，比较丝素蛋白纳米纤维、微米纤维和膜对人体口腔上皮细胞的影响，发现纳米纤维更能促进人体口腔上皮细胞的黏附和扩散。
中国专利CN101187089A公开了一种丝素蛋白纳米纤维血管支架的制备方法,是首先将丝素蛋白硫酸化，然后用有机溶剂溶解，然后静电纺丝得到纳米纤维用于血管支架。中国专利CN1818163A公开了一种丝素蛋白与聚乙烯醇共混纳米纤维及制备方法，是以甲酸为溶剂，再加入多元醇的方法制备共混纳米纤维。中国专利CN101187089A公开了丝素蛋白与聚乙烯醇共混抗菌纳米纤维及其制备方法，是在丝素蛋白与聚乙烯醇的共混溶液里加入硝酸银溶液进行静电纺丝，然后进行加热处理得到具有抗菌性能的纳米纤维。
近年来人们发现多种维生素与伤口愈合、皮肤的健康有密切关系。中国专利CN101736430A中公开了一种负载有维生素C的丝素蛋白纳米纤维的制备方法， 其纤维具有护肤功效。专利CN102560887A和CN1022560888A中公开了负载维生素E和同时负载维生素A和维生素E的丝素蛋白纳米纤维的制备方法，用于人工皮肤、医用敷料、止血材料、护肤产品等。
然而天然细胞外基质是由纳米纤维网络结构的蛋白质和多糖组成，添加单一的天然蛋白质不能在组成上模拟细胞外基质的成分。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种负载维生素C的丝素蛋白/透明质酸复合纳米纤维的制备方法，该方法制备出的纳米纤维能在组成上模拟细胞外基质的成分，赋予纳米纤维优异的生理功能。
本发明所采用的技术方案为：
一种负载维生素C的丝素蛋白/透明质酸复合纳米纤维的制备方法，具体操作步骤如下：
（1）制备丝素蛋白溶液：将丝素蛋白溶于去离子水中，室温下充分搅拌至完全溶解，得到质量百分比为30-35%的丝素蛋白溶液；
（2）制备透明质酸溶液：将透明质酸溶于去离子水中，室温下充分搅拌至完全溶解，得到质量百分比为2-4%的透明质酸溶液；
（3）制备丝素蛋白和透明质酸混合溶液：将步骤（1）得到的丝素蛋白溶液和步骤（2）得到的透明质酸溶液混合，得到丝素蛋白/透明质酸混合溶液；
（4）将维生素C磷酸酯钠溶于步骤（3）得到的丝素蛋白/透明质酸混合溶液中，充分搅拌均匀得到共混静电纺丝液；
（5）将步骤（4）得到的共混静电纺丝液通过静电纺丝，得到负载维生素C的丝素蛋白/透明质酸复合纳米纤维。
所述步骤（3）中的丝素蛋白溶液与透明质酸溶液的质量比为（9:1）-（7:3）。
所述步骤（4）中维生素C磷酸酯钠在丝素蛋白/透明质酸混合溶液中的质量分数为0.5-2.0%。
所述步骤（5）中静电纺丝的参数为：纺丝电压16-20千伏，纺丝速率0.3-1.0毫升/小时，接收距离120-200毫米。
透明质酸(又称玻尿酸)是存在于生物组织中细胞外基质中的一种酸性黏多糖，是由葡萄糖醛酸和N-乙酰氨基葡萄糖的双糖单位反复交替连接构成的线性大分子黏多糖，具有良好的生物相容性、生物可降解性及高黏弹性，具有特殊的保水作用，被称为理想的天然保湿因子，并能与细胞表面某些特异受体专一性结合，其中皮肤中就含有大量的透明质酸，所以透明质酸被广泛用于组织工程、伤口敷料、保健护肤品。
维生素C是卓越的抗氧化剂，可以帮助减少自由基对皮肤的损害，有助于减少皱纹并改善皮肤结构，能促进体内胶原蛋白及黏多糖的合成，增加毛细血管的致密性，减低其脆性与通透性，参与体内氧化还原反应，有解毒作用，且有抗组织胺的作用及阻止致癌物质（亚硝胺）的形成，参与免疫，增强细胞防御功能，可促进伤口愈合。
本发明以水为溶剂，采用静电纺丝方法制备负载维生素C的丝素蛋白/透明质酸复合纳米纤维，该复合纳米纤维在组成上含有蛋白质和多糖，能更好地仿生细胞外基质的结构与组成，赋予纳米纤维优异的生理功能。丝素蛋白和透明质酸是自然界中资源丰富的蛋白质和多糖，在整个制备过程中，不涉及到任何对环境和人类健康不友好的物质，成本低，操作简单，适合工业化生产。
因此与现有技术相比，本发明具有以下显著优点和有益效果：
1.本发明制备方法简单、无污染、成本低，易控制。
2.天然细胞外基质是由纳米纤维网络结构的蛋白质和多糖组成，以丝素蛋白和透明质酸为原料，与单纯的丝素蛋白为原料相比，更能仿生天然细胞外基质的组成。本发明从结构和组成上仿生，进而达到功能上仿生，为细胞生长提供最佳的生理环境，且透明质酸具有高黏弹性和特殊的保水作用，得到的复合纳米纤维可应用于组织工程支架、医用伤口敷料、护肤品、止血材料、防粘连膜等。
3.本发明无论是原材料的提取、还是整个静电纺丝过程中都不涉及任何对环境和人类健康不友好的物质，是纯绿色的生产过程。
4.中国具有丰富的丝素蛋白和透明质酸资源，而静电纺丝又是制备纳米纤维最简单、最便利的方法，易于实现工业化生产，具有很强的应用价值。
附图说明
图1所示的是实施例2制备的负载维生素C的丝素蛋白/透明质酸复合纳米纤维膜照片；
图2所示的是实施例2制备的负载维生素C的丝素蛋白/透明质酸复合纳米纤维膜的扫描电镜照片。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步具体描述，但不局限于此。
实施例1
丝素蛋白的制备：
先将100克蚕茧加入到1升0.5w/v%Na2CO3水溶液中，煮沸30min，重复处理三次，用蒸馏水充分洗净，洗净后放入45℃的干燥箱中烘干，得到脱胶后的蚕丝纤维。以CaCl2:C2H5OH:H2O=1:2:8的摩尔比配制三元溶剂，将蚕丝纤维以1:10的浴比，置于70℃的水浴锅内恒温水解1h，得到完全溶解的棕黄色的蚕丝纤维水解溶液。水解溶液装入透析袋中，用蒸馏水透析72h，将透析好的蚕丝纤维水解溶液放入－80℃预冻12h，然后在-58℃冷冻干燥至干，得到白色、疏松的多孔状丝素蛋白。
实施例2
将实施例1制备的丝素蛋白4.29克溶于10毫升去离子水（去离子水的密度为1.0g/cm3，下同）中，搅拌至完全溶解，得到质量分数为30%的丝素蛋白溶液；将0.42克透明质酸溶于10毫升去离子水中，搅拌至完全溶解，得到质量分数为4%的透明质酸溶液，将8克丝素蛋白溶液与2克透明质酸溶液进行混合，使两种溶液的质量比为8:2，再在混合溶液中加入0.05克维生素C磷酸酯钠搅拌均匀，然后进行静电纺丝，纺丝条件为电压20千伏，接收距离150毫米，纺丝速率0.5毫升/小时，得到平均纤维直径为512±123纳米的复合纳米纤维膜，复合纳米纤维膜照片如图1所示，复合纳米纤维膜的扫描电镜照片如图2所示。
实施例3
将实施例1制备的丝素蛋白4.29克溶于10毫升去离子水中，搅拌至完全溶解，得到质量分数为30%的丝素蛋白溶液；将0.42克透明质酸溶于10毫升去离子水中，搅拌至完全溶解，得到质量分数为4%的透明质酸溶液，将8克丝素蛋白溶液与2克透明质酸溶液进行混合，使两种溶液的质量比为8:2，再在混合溶液中加入0.2克维生素C磷酸酯钠搅拌均匀，然后进行静电纺丝，纺丝条件为电压20千伏，接收距离150毫米，纺丝速率0.5毫升/小时，得到平均纤维直径为532±104纳米的复合纳米纤维膜。
实施例4
将实施例1制备的丝素蛋白4.29克溶于10毫升去离子水中，搅拌至完全溶解，得到质量分数为30%的丝素蛋白溶液；将0.42克透明质酸溶于10毫升去离子水中，搅拌至完全溶解，得到质量分数为4%的透明质酸溶液，将7克丝素蛋白溶液与3克透明质酸溶液进行混合，使两种溶液的质量比为7:3，再在混合溶液中加入0.1克维生素C磷酸酯钠搅拌均匀，然后进行静电纺丝，纺丝条件为电压20千伏，接收距离150毫米，纺丝速率0.5毫升/小时，得到平均纤维直径为484±124纳米的复合纳米纤维膜。
本发明的上述实施例是对本发明的说明而不能用于限制本发明，与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。
Claims (4)
1.一种负载维生素C的丝素蛋白/透明质酸复合纳米纤维的制备方法，其特征在于具体操作步骤如下：
（1）制备丝素蛋白溶液：将丝素蛋白溶于去离子水中，室温下充分搅拌至完全溶解，得到质量百分比为30-35%的丝素蛋白溶液；
（2）制备透明质酸溶液：将透明质酸溶于去离子水中，室温下充分搅拌至完全溶解，得到质量百分比为2-4%的透明质酸溶液；
（3）制备丝素蛋白和透明质酸混合溶液：将步骤（1）得到的丝素蛋白溶液和步骤（2）得到的透明质酸溶液混合，得到丝素蛋白/透明质酸混合溶液；
（4）将维生素C磷酸酯钠溶于步骤（3）得到的丝素蛋白/透明质酸混合溶液中，充分搅拌均匀得到共混静电纺丝液；
（5）将步骤（4）得到的共混静电纺丝液通过静电纺丝，得到负载维生素C的丝素蛋白/透明质酸复合纳米纤维。
2.根据权利要求1所述的负载维生素C的丝素蛋白/透明质酸复合纳米纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中的丝素蛋白溶液与透明质酸溶液的质量比为（9:1）-（7:3）。
3.根据权利要求1所述的负载维生素C的丝素蛋白/透明质酸复合纳米纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中维生素C磷酸酯钠在丝素蛋白/透明质酸混合溶液中的质量分数为0.5-2.0%。
4.根据权利要求1所述的负载维生素C的丝素蛋白/透明质酸复合纳米纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中静电纺丝的参数为：纺丝电压16-20千伏，纺丝速率0.3-1.0毫升/小时，接收距离120-200毫米。
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant |