CN106943621A - 一种丝素蛋白复合生物组织修复材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种丝素蛋白复合生物组织修复材料及其制备方法，属于复合生物材料领域，由以下质量百分比的原料构成：丝素蛋白30‑35％，介孔纳米生物活性玻璃20‑25％，四氢呋喃35‑45％，布洛芬2‑3％，聚乙交酯2‑3％，壳聚糖1‑2％，绿茶提取物1‑2％，透明质酸钠1‑2％，尿囊素1‑2％；本发明制得的丝素蛋白复合生物组织修复材料具有良好的机械性能好，及优良的药用附着性。

Description

一种丝素蛋白复合生物组织修复材料及其制备方法
技术领域
本发明属于复合生物材料领域，尤其涉及一种丝素蛋白复合生物组织修复材料及其制备方法。
背景技术
随着纺织工业的转型升级，以纤维制品为代表的传统纺织品正逐渐向具有高技术含量的纺织生物医用材料发展。目前我国的医用纺织品主要以非移植材料的卫生保健、卫生保健、防护类用品类和医用敷料类纺织材料为主，其技术水平尚处于初级阶段，而体外过滤用和适用于人体内部的仿器类等高端生物医用纺织品几乎依靠进口，如人工肾、人工心脏、人工肺、人工骨骼、人工皮肤等。自1971年发现至今，人们关注更多的是玻璃组份对生物活性的影响。纳米技术的兴起，使人们开始认识到结构对生物活性也重要影响，更加注重于尺寸效应、微观精细结构对材料结构和性能的影响。从纳米尺寸出发研发设计的纳米生物玻璃、介孔生物玻璃更是备受国内外学者的关注。介孔生物玻璃比一般生物活性玻璃相比，具有高度有序的介观尺度，能激活细胞基因，有利于增强细胞的增殖与分化，具有骨诱导和骨传导的作用。但鉴于无定形硅骨架的存在，介孔生物玻璃仍呈现为无定形态，机械性能差、且药物附着性差。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种机械性能好，且具有优良的药物附着性的丝素蛋白复合生物组织修复材料。
本发明采用以下技术方案：
一种丝素蛋白复合生物组织修复材料，由以下质量百分比的原料构成：丝素蛋白30-35％，介孔纳米生物活性玻璃20-25％，四氢呋喃35-45％，布洛芬2-3％，聚乙交酯2-3％，壳聚糖1-2％，绿茶提取物1-2％，透明质酸钠1-2％，尿囊素1-2％；
所述的介孔生物活性玻璃采用以下方法制备：将15g十六烷基三甲基溴化铵溶于500ml 35℃的去离子水中，加入3.9g正硅酸乙酯和3.54g Ca(NO3)2·4H2O，用硝酸调节pH到2，水解4小时以后，加入0.435gNH4H2PO4并用NH3·H2O调节pH＝10，反应12h后，把温度升到95℃沉化48小时，将反应液离心分离，用去离子水反复清洗，冷冻干燥，得介孔纳米生物活性玻璃。
优选的，所述的丝素蛋白采用以下方法制备：将2L去离子水烧热至沸腾，加入4g碳酸钠及5g家蚕生丝，煮沸30min后，用去离子水清洗干净并烘干，再用500ml、9.3mol/L的LiBr溶液溶解，待完全溶解后将溶液装入透析袋，去离子水透析72h，9000r/min离心20min，重复两次，得丝素蛋白。
优选的，所述的绿茶提取物采用以下方法制备：称取绿茶20-25g，加入其重量10-15倍的蒸馏水，煎煮提取1-1.5h，抽滤得滤液1；向滤渣中加入8-10倍滤渣重量的蒸馏水，煎煮提取1-1.5h，抽滤得滤液2；再向滤渣中加入8-10倍滤渣重量的蒸馏水，煎煮提取1-1.5h，抽滤得滤液3；将滤液1、滤液2、滤液3合并，在温度为40-50℃、真空度为0.05-0.08Pa条件下减压浓缩至绿茶重量的4-6倍，用三层纱布过滤，即得绿茶提取液。
一种丝素蛋白复合生物组织修复材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：称取丝素蛋白、介孔纳米生物活性玻璃、布洛芬、聚乙交酯、壳聚糖、绿茶提取物、透明质酸钠及尿囊素加入四氢呋喃中，使用超声波震荡对其进行分散，磁力搅拌1h溶解，制得溶液；
步骤二：将溶液在60℃水浴箱中，回流加热，磁力揽拌2h，直至全部溶解；
步骤三：将溶液转移至模具中，并迅速放入零下20℃低温冰箱中，待其形成凝胶后，在凝胶化温度下至少保持2h；
步骤四：将凝胶转入4℃冰箱中进行水置换1d，在冷冻干燥机中于-55℃、气压低于50Pa冻干48h，得到修复材料。
本发明的有益效果在于：
1)采用本发明制得的介孔纳米生物活性玻璃具有较高的孔隙率，具有相互连通的三维结构，以便于细胞的增殖、迁移，为细胞的生长提供足够的营养物质。
2)蚕丝蛋白生物相容性良好，降解速度缓慢、且降解产物对组织具有低免疫原性，对皮肤、牙周等组织有营养和修复能力，在体内或体外培养细胞时，多孔结构的丝素蛋白能适应细胞的黏附、铺展和增殖，对组织的修复和重建极为有利，是一种性能优异的生物材料。添加丝素蛋白、聚乙交酯，增加了材料的生物相容性及物理机械性能。
3)添加布洛芬、壳聚糖、绿茶提取物、透明质酸钠、尿囊素，赋予材料一定的药用性能，提高了材料的组织修复能力。
具体实施方式
实施例1
一种丝素蛋白复合生物组织修复材料，由以下质量百分比的原料构成：丝素蛋白30％，介孔纳米生物活性玻璃25％，四氢呋喃35％，布洛芬3％，聚乙交酯3％，壳聚糖1％，绿茶提取物1％，透明质酸钠1％，尿囊素1％。
所述的介孔纳米生物活性玻璃采用以下方法制备：将15g十六烷基三甲基溴化铵溶于500ml 35℃的去离子水中，加入3.9g正硅酸乙酯和3.54g Ca(NO3)2·4H2O，用硝酸调节pH到2，水解4小时以后，加入0.435gNH4H2PO4并用NH3·H2O调节pH＝10，反应12h后，把温度升到95℃沉化48小时，将反应液离心分离，用去离子水反复清洗，冷冻干燥，得介孔纳米生物活性玻璃。
所述的丝素蛋白采用以下方法制备：将2L去离子水烧热至沸腾，加入4g碳酸钠及5g家蚕生丝，煮沸30min后，用去离子水清洗干净并烘干，再用500ml、9.3mol/L的LiBr溶液溶解，待完全溶解后将溶液装入透析袋，去离子水透析72h，9000r/min离心20min，重复两次，得丝素蛋白。
所述的绿茶提取物采用以下方法制备：称取绿茶20g，加入其重量10倍的蒸馏水，煎煮提取1h，抽滤得滤液1；向滤渣中加入8倍滤渣重量的蒸馏水，煎煮提取1h，抽滤得滤液2；再向滤渣中加入8倍滤渣重量的蒸馏水，煎煮提取1h，抽滤得滤液3；将滤液1、滤液2、滤液3合并，在温度为40℃、真空度为0.05Pa条件下减压浓缩至绿茶重量的4倍，用三层纱布过滤，即得绿茶提取液。
一种丝素蛋白复合生物组织修复材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：称取丝素蛋白、介孔纳米生物活性玻璃、布洛芬、聚乙交酯、壳聚糖、绿茶提取物、透明质酸钠及尿囊素加入四氢呋喃中，使用超声波震荡对其进行分散，磁力搅拌1h溶解，制得溶液；
步骤二：将溶液在60℃水浴箱中，回流加热，磁力揽拌2h，直至全部溶解；
步骤三：将溶液转移至模具中，并迅速放入零下20℃低温冰箱中，待其形成凝胶后，在凝胶化温度下至少保持2h；
步骤四：将凝胶转入4℃冰箱中进行水置换1d，在冷冻干燥机中于-55℃、气压低于50Pa冻干48h，得到修复材料。
实施例2
一种丝素蛋白复合生物组织修复材料，由以下质量百分比的原料构成：丝素蛋白34％，介孔纳米生物活性玻璃20％，四氢呋喃38％，布洛芬2％，聚乙交酯2％，壳聚糖1％，绿茶提取物1％，透明质酸钠1％，尿囊素1％。
所述的介孔纳米生物活性玻璃采用以下方法制备：将15g十六烷基三甲基溴化铵溶于500ml 35℃的去离子水中，加入3.9g正硅酸乙酯和3.54g Ca(NO3)2·4H2O，用硝酸调节pH到2，水解4小时以后，加入0.435gNH4H2PO4并用NH3·H2O调节pH＝10，反应12h后，把温度升到95℃沉化48小时，将反应液离心分离，用去离子水反复清洗，冷冻干燥，得介孔纳米生物活性玻璃。
所述的丝素蛋白采用以下方法制备：将2L去离子水烧热至沸腾，加入4g碳酸钠及5g家蚕生丝，煮沸30min后，用去离子水清洗干净并烘干，再用500ml、9.3mol/L的LiBr溶液溶解，待完全溶解后将溶液装入透析袋，去离子水透析72h，9000r/min离心20min，重复两次，得丝素蛋白。
所述的绿茶提取物采用以下方法制备：称取绿茶25g，加入其重量15倍的蒸馏水，煎煮提取1.5h，抽滤得滤液1；向滤渣中加入10倍滤渣重量的蒸馏水，煎煮提取1.5h，抽滤得滤液2；再向滤渣中加入10倍滤渣重量的蒸馏水，煎煮提取1.5h，抽滤得滤液3；将滤液1、滤液2、滤液3合并，在温度为50℃、真空度为0.08Pa条件下减压浓缩至绿茶重量的6倍，用三层纱布过滤，即得绿茶提取液。
一种丝素蛋白复合生物组织修复材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：称取丝素蛋白、介孔纳米生物活性玻璃、布洛芬、聚乙交酯、壳聚糖、绿茶提取物、透明质酸钠及尿囊素加入四氢呋喃中，使用超声波震荡对其进行分散，磁力搅拌1h溶解，制得溶液；
步骤二：将溶液在60℃水浴箱中，回流加热，磁力揽拌2h，直至全部溶解；
步骤三：将溶液转移至模具中，并迅速放入零下20℃低温冰箱中，待其形成凝胶后，在凝胶化温度下至少保持2h；
步骤四：将凝胶转入4℃冰箱中进行水置换1d，在冷冻干燥机中于-55℃、气压低于50Pa冻干48h，得到修复材料。
室温下，用SLBI-500N型电子拉力试验机测定实施例1、实施例2制得的材料在干态下的拉伸强度并与纯生物活性玻璃材料的拉伸强度进行对比，结果见下表1。
表1拉伸强度
实施例1 实施例2 纯生物活性玻璃材料
70MPa 73MPa 59MPa
结果：实施例1、实施例2制得的组织修复材料的拉伸强度明显高于纯生物活性玻璃材料的拉伸强度。
选择12只小白鼠，随机分成3组，每组4只，在每只白鼠的脊柱上制造出1个2×2cm的全层皮肤缺损的创面模型，又分成空白对照组和两个实验组(实施例1、实施例2)。在试验后每天观察创面愈合的大体情况和愈合时间；同时在创面中心取创面组织，福尔马林溶液固定，石蜡包埋，软组织切片，行HE染色，在显微镜下观察空白对照组和实验组皮肤全层缺损创面的愈合情况。第7、14、21、28、35天分别对实验组和空白对照组的创面照相采图，用计算机图像分析软件计算各组的创面愈合面积，测定各组的创面愈合百分率，按公式创面愈合率(％)＝[(创面原始面积-创面未愈合面积)/创面原始面积]×100％，结果见下表2。
表2各组创面愈合率比较
结果：实验组的创面愈合时间分别是：实施例1为23d、实施例2为22d，而空白组的愈合时间为29d；在对比空白对照组和涂洒材料的实验组的愈合时间及创面愈合率可知：创面一般情况实验组明显好于空白对照组，实验组所用的修复材料对全层皮肤缺损具有促愈合作用。

Claims (6)

1.一种丝素蛋白复合生物组织修复材料，其特征在于，由以下质量百分比的原料构成：丝素蛋白30-35％，介孔纳米生物活性玻璃20-25％，四氢呋喃35-45％，布洛芬2-3％，聚乙交酯2-3％，壳聚糖1-2％，绿茶提取物1-2％，透明质酸钠1-2％，尿囊素1-2％；
所述的介孔生物活性玻璃采用以下方法制备：将15g十六烷基三甲基溴化铵溶于500ml35℃的去离子水中，加入3.9g正硅酸乙酯和3.54g Ca(NO3)2·4H2O，用硝酸调节pH到2，水解4小时以后，加入0.435gNH4H2PO4并用NH3·H2O调节pH＝10，反应12h后，把温度升到95℃沉化48小时，将反应液离心分离，用去离子水反复清洗，冷冻干燥，得介孔纳米生物活性玻璃。
2.根据权利要求1所述的一种丝素蛋白复合生物组织修复材料，其特征在于，所述的丝素蛋白采用以下方法制备：将2L去离子水烧热至沸腾，加入4g碳酸钠及5g家蚕生丝，煮沸30min后，用去离子水清洗干净并烘干，再用500ml、9.3mol/L的LiBr溶液溶解，待完全溶解后将溶液装入透析袋，去离子水透析72h，9000r/min离心20min，重复两次，得丝素蛋白。
3.根据权利要求1所述的一种丝素蛋白复合生物组织修复材料，其特征在于，由以下质量百分比的原料构成：丝素蛋白30％，介孔纳米生物活性玻璃25％，四氢呋喃35％，布洛芬3％，聚乙交酯3％，壳聚糖1％，绿茶提取物1％，透明质酸钠1％，尿囊素1％。
4.根据权利要求1所述的一种丝素蛋白复合生物组织修复材料，其特征在于，由以下质量百分比的原料构成：丝素蛋白34％，介孔纳米生物活性玻璃20％，四氢呋喃38％，布洛芬2％，聚乙交酯2％，壳聚糖1％，绿茶提取物1％，透明质酸钠1％，尿囊素1％。
5.根据权利要求1所述的一种丝素蛋白复合生物组织修复材料，其特征在于，所述的绿茶提取物采用以下方法制备：称取绿茶20-25g，加入其重量10-15倍的蒸馏水，煎煮提取1-1.5h，抽滤得滤液1；向滤渣中加入8-10倍滤渣重量的蒸馏水，煎煮提取1-1.5h，抽滤得滤液2；再向滤渣中加入8-10倍滤渣重量的蒸馏水，煎煮提取1-1.5h，抽滤得滤液3；将滤液1、滤液2、滤液3合并，在温度为40-50℃、真空度为0.05-0.08Pa条件下减压浓缩至绿茶重量的4-6倍，用三层纱布过滤，即得绿茶提取液。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的丝素蛋白复合生物组织修复材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：称取丝素蛋白、介孔纳米生物活性玻璃、布洛芬、聚乙交酯、壳聚糖、绿茶提取物、透明质酸钠及尿囊素加入四氢呋喃中，使用超声波震荡对其进行分散，磁力搅拌1h溶解，制得溶液；
步骤二：将溶液在60℃水浴箱中，回流加热，磁力揽拌2h，直至全部溶解；
步骤三：将溶液转移至模具中，并迅速放入零下20℃低温冰箱中，待其形成凝胶后，在凝胶化温度下至少保持2h；
步骤四：将凝胶转入4℃冰箱中进行水置换1d，在冷冻干燥机中于-55℃、气压低于50Pa冻干48h，得到修复材料。
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