CN110041536B - 功能性丝胶蛋白水凝胶及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了功能性丝胶蛋白水凝胶及其制备方法和应用，所述方法采用特定家蚕丝素缺失型突变品种的蚕茧，提取丝胶蛋白水溶液，经超声处理，获得具有新特性的丝胶蛋白水凝胶。所述丝胶蛋白水凝胶具有高透明性；具有与传统水凝胶不同的微观结构，水凝胶微孔为波浪式由大到小而又由小至大的有序排列；同时具有优秀的弹性，可注射性及可控成胶时间的特性；所述丝胶蛋白水凝胶在药物控释方面也具有一定的应用价值；所述丝胶蛋白水凝胶对细胞具有较强的亲和性，能够支持细胞的粘附增殖；丝胶蛋白水凝胶及其经过冻干得到的三维多孔丝胶蛋白生物支架，可作为细胞外基质支持细胞生长和促进营养物质交换，可应用于多种组织损伤的修复和疾病的治疗。

Description

功能性丝胶蛋白水凝胶及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于组织工程学领域，涉及一种生物医用材料，具体为功能性丝胶蛋白水凝胶及其制备方法和应用。
背景技术
水凝胶，是通过多种分子间作用力，包括离子键、氢键、疏水作用或共价键产生的分子间作用力而形成的网状结构，其可容纳大量的水而本身又易溶于水。水凝胶具有孔隙，能够支持水分及物质交换，理化性质与天然组织支架相类似。水凝胶作为一类重要的生物材料，在生物医药和护肤产业均具有广泛的用途。
在制备水凝胶的众多材料中天然生物材料拥有细胞信号识别、促进细胞增殖和分化以及良好的生物相容性等特点而颇受青睐。
丝胶蛋白(Sericin)是由家蚕分泌的一种包裹在丝素纤维表层的天然大分子粘性蛋白，约占蚕茧壳含量的20～30％，由分子量为24～400kDa的多肽组成，含有丝氨酸、天门冬氨酸和甘氨酸等18种氨基酸。长期以来由于人们对丝胶蛋白认识的不足和研究的局限性，导致每年有数万吨的丝胶蛋白在缫丝工业中被当作废物丢弃，不仅极大地浪费了宝贵的天然资源，同时也带来了严重的环境污染。近年来人们随着科学发展和研究的不断深入，发现丝胶蛋白不但具有天然的生物活性，如保湿、抗菌、抗冻、抗氧化、抗炎、抗癌，抑制酪氨酸酶和多酚氧化酶活性、促进细胞粘附和增殖以及促进创伤愈合等，而且具有高生物相容性和无免疫原性。丝胶蛋白具有亲水性和生物降解性，含有大量便于交联和修饰的氨基、羟基、羧基等活性基团。而且，家蚕与人之间无共患疾病，因此，丝胶蛋白是极好的生物材料。
目前，丝胶蛋白已被用于制备多种组织工程材料，如简单的丝胶蛋白膜、纤维支架和凝胶样材料或与其他材料混合制备复合材料。其中，在纯丝胶蛋白水凝胶方面虽然有一些研究报道，然而当前纯丝胶蛋白水凝胶主要由化学交联剂交联而成，交联剂多存在毒性，制备的水凝胶存在颜色较深，不便于观察其内部。另一方面，尽管有少量采用光交联制备丝胶蛋白水凝胶的报道，然而丝胶蛋白需要修饰和改造，工艺十分繁琐、成胶时间窗口范围小。同时凝胶体系也会引入其他成份。此外、我们前期开发的自组装丝胶蛋白水凝胶，然而其透明性不高，弹性很差易破碎。为此，如能开发一种高弹性、高透明且不含其他成份的纯丝胶蛋白水凝胶非常有意义。
发明内容
解决的技术问题：为了克服现有技术的不足，本发明采用超声处理丝胶蛋白水溶液，通过丝胶蛋白在肽链间自发交联形成具备高透明性、高弹性及可注射性、成胶窗口范围广且成胶时间可调控、成胶条件温和、高细胞相容性的纯丝胶蛋白水凝胶。鉴于此，本发明提供了功能性丝胶蛋白水凝胶及其制备方法和应用。
技术方案：功能性丝胶蛋白水凝胶的制备方法，所述方法包括以下步骤：
第1步、制备丝胶蛋白水溶液
称取丝素缺失型突变品种的家蚕蚕茧，采用LiBr、LiCl水溶液或高温热水法提取，经纯化、浓缩得到质量百分浓度为1-15％的丝胶蛋白水溶液；
第2步、制备丝胶蛋白水凝胶
采用超声处理第1步制备获得的丝胶蛋白水溶液，然后置于0-40℃环境中静置，获得丝胶蛋白水凝胶；
其中，超声处理的参数如下：使用Soniprep 150(Sanyo Gallenkamp MSE)超声仪，调整超声振幅为2-20％，设置超声时长为0.001-1h。
优选的，第1步中所述丝胶蛋白水溶液的具体制备方法如下：
a.称取丝素缺失型突变品种家蚕蚕茧并剪成碎片或磨成粉末，用水清洗后去再去除水分；
b.将蚕茧碎片或粉末置于浓度为6mol/L的LiBr或LiCl水溶液中，放在35℃条件下2-48小时，LiBr或LiCl水溶液的用量为每克蚕茧碎片加入10-100mL；
c.取步骤(b)的溶液离心、去除不溶物，收集澄清溶液；
d.向步骤(c)获得的澄清溶液中加入1/4体积的1mol/L、pH为9.0的Tris-HCl缓冲液，并在纯水中透析12-48h；
e.将步骤(d)纯化后溶液离心去除沉淀，浓缩得到质量百分浓度为1-10％的丝胶蛋白水溶液。
优选的，第1步中所述丝胶蛋白水溶液的具体制备方法如下：
a.称取丝素缺失型突变品种家蚕蚕茧并剪成碎片或磨成粉末，用水清洗后去再去除水分；
b.将蚕茧碎片或粉末置于浓度为超纯水中，100℃-130℃条件下5min-10小时，水的用量为每克蚕茧碎片加入5-100mL；
c.取步骤(b)的溶液离心、去除不溶物，收集澄清溶液。
由以上所述方法制备获得的功能性丝胶蛋白水凝胶。
所述功能性丝胶蛋白水凝胶在制备生物医用材料中的应用。
所述功能性丝胶蛋白水凝胶在制备药物和/或生长因子载体中的应用。
本发明所述丝胶蛋白水凝胶制备方法的原理在于：超声的“空穴化”和局部高温效应，引发了自由基的产生，促使丝胶蛋白之间发生交联反应，形成丝胶蛋白水凝胶。超声法制备的丝胶蛋白水凝胶不会引入任何有害物质，为纯丝胶蛋白水凝胶，此外，该水凝胶还具有高透明性、高弹性、成胶条件温和、成胶时间范围广且可调控，制备工艺简单。因此，本发明制备水凝胶的工艺和制备的水凝胶较之已报道的丝胶蛋白水凝胶及其制备技术均有显著的突破。
有益效果：(1)本发明首次将物理超声方法并成功制备了具有多种优良特性的新型丝胶蛋白水凝胶；(2)本发明所述丝胶蛋白水凝胶的成胶条件温和且简便，水凝胶高透明、高弹性、无需添加交联剂和其他物质，较目前已报道的丝胶蛋白水凝胶及其制备方法均具有显著的优势；(3)由本发明所述方法制得的丝胶蛋白水凝胶具有成胶时间可控性，能够通过控制超声振幅和超声时间控制水凝胶成胶时间，可根据实际需要在数分钟到数天范围内调节成胶时间，同时具有高弹性和可注射性；(4)本发明所述丝胶蛋白水凝胶对细胞具有优异的亲和性，支持细胞的粘附、增长和长期存活；本发明所述丝胶蛋白水凝胶对药物也具有良好的控释作用，可作为细胞、药物及生长因子等物质的载体；(5)本发明所述丝胶蛋白水凝胶具有高透明、高弹性等，无毒，便于观察，在生物医药方面具有广泛用途，包括化妆品行业，如作为面膜材料等；(5)丝胶蛋白水凝胶及其经过冻干得到的三维多孔丝胶蛋白生物支架，可作为细胞外基质支持细胞生长和促进营养物质交换，可应用于多种组织损伤的修复和疾病的治疗。
附图说明
图1是本发明所述的丝胶蛋白受不同参数的影响凝胶时间图，其中a图为丝胶浓度影响下丝胶的凝胶时间折线图，b为超声时间影响下丝胶的凝胶时间折线图，c为超声振幅影响下丝胶的凝胶时间折线图；
图2是本发明所述的丝胶蛋白水凝胶示意图，其中，a为柱状高透明性丝胶蛋白水凝胶的实物图，b是经注射器注射后形成的图案化的水凝胶实物图；
图3是实施例1中制得丝胶蛋白水凝胶的微观结构图，其中a为-20℃冷冻干燥制得，b为-80℃冷冻干燥制得，c为-196℃冷冻干燥制得；
图4是丝胶蛋白水凝胶的孔隙率统计图；
图5是实施例1中丝胶蛋白水凝胶在不同pH条件下的降解曲线图；
图6是实施例1中丝胶蛋白水凝胶在pH 7.4条件下的吸水膨胀率(37℃)曲线图；
图7是实施例1中丝胶蛋白水凝胶和丝胶水溶液的红外光谱图；
图8是实施例1中丝胶蛋白水凝胶和丝胶水溶液的X-射线衍射图；
图9是实施例1中丝胶蛋白水凝胶的应力应变曲线图；
图10是丝胶蛋白水凝胶对HRP的控释效果图；
图11是实施例1中细胞体外连续培养显微图和细胞活性及粘附性检测结果图，其中a为普通培养板与丝胶蛋白水凝胶细胞体外连续培养显微图，b为普通培养板与丝胶蛋白水凝胶细胞粘附性检测结果图，c为普通培养板与丝胶蛋白水凝胶细胞活性检测结果图。
具体实施方式
以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1
一种丝胶蛋白水凝胶的制备方法，包含以下步骤：
一、蚕茧选择
选用丝素缺失型突变品种家蚕蚕茧(由中国农业科学院蚕业研究所保存并向外商业化提供)为原材料，主要的化学成分为：家蚕丝胶蛋白。
二、丝胶的提取与分离
(1)对家蚕突变品种蚕茧进行去杂质处理，并剪成0.2cm2的碎片，称取剪碎后的丝胶茧1g备用；
(2)将步骤(1)中得到的蚕茧碎片与50mL的摩尔浓度为6mol/L的LiBr溶液混合均匀，并将混合液置于恒温水浴锅内35℃水浴24小时，溶解丝胶蛋白；
(3)将步骤(2)得到的溶液转入离心管内5000rpm离心10分钟，去除不溶性物质，得到澄清的溶液；
(4)向步骤(3)得到的澄清溶液中加入其1/4体积的Tris-HCl缓冲液(1mol/L，pH9.0)；
(5)将步骤(4)中的溶液转入到预处理好的透析袋(MWCO 3500)中，然后将透析袋两端用麻线扎紧，放置于含有超纯水的烧杯中；将该烧杯置于磁力搅拌器上慢速搅拌透析，每隔3小时换一次水，共透析24小时；
(6)将(5)中透析后的丝胶蛋白水溶液转到离心管中，6000rpm离心5分钟，去除沉淀；
(7)将丝胶蛋白水溶液再装入到透析袋中并将透析袋两端用麻绳扎紧，将透析袋置于质量百分浓度为10-40％(w/v)的PEG6000溶液中浓缩；将丝胶蛋白水溶液浓缩到需要的浓度为止(质量百分浓度为2.5％以上)；
(8)丝胶蛋白溶液浓度检测采用丝胶蛋白水溶液干燥法；取1mL的丝胶蛋白水溶液转入洁净的小塑料培养皿中。然后将培养皿置于烘箱中60℃烘干2小时。接下来用摄子将烘干的丝胶蛋白膜取下。则丝胶蛋白溶液的浓度即为：丝胶蛋白膜的质量/1mL。
(9)蛋白质分子量检测采用SDS-PAGE方法。取20μL用于分子量检测，其余置于4℃冰箱保存备用。
三、水凝胶成胶条件的探索
(1)获得高浓度丝胶蛋白后，分别配置浓度为0.5％、1.0％、1.5％、2.0％、2.5％的丝胶蛋白水溶液(丝蛋白水溶液浓度为质量百分浓度)，调节超声振幅至10％、超声20s，超声处理丝胶蛋白水溶液，处理后放置于室温，记录丝胶蛋白水溶液的成胶时间；
(2)配置浓度为2.0％的丝胶蛋白水溶液，设置超声处理振幅为10％，变换超声处理时长(10s、15s、20s、30s)，记录不同超声时长处理后的丝胶水溶液凝胶时间；
(3)配置浓度为2.0％的丝胶蛋白水溶液，控制超声处理时间为20s，变换超声振幅(6％、8％、10％、12％、14％)，记录不同超声振幅处理下丝胶水溶液的成胶时间。
四、水凝胶的制备
(1)将浓缩后的丝胶蛋白水溶液用超纯水调整到2.0％；
(2)将丝胶蛋白水溶液置于超声振幅10％的超声环境中20s；
(3)在室温或37℃恒温培养箱中，静置一段时间便可获得水凝胶如图2a所示。
五、结果分析
1、丝胶蛋白成胶时间与溶液浓度及超声参数间的关系
由图1所示，丝胶水溶液在浓度为0.5％时成胶时间长达1440分钟，而当丝胶浓度升高至2.5％时，丝胶水溶液能在2分钟左右时间形成凝胶。丝胶蛋白水溶液的凝胶时间随着丝胶溶液浓度的升高成百倍的减少。当超声时长由10s逐渐延长至30s，丝胶蛋白水凝胶的成胶速度也逐渐加快，超声时长由121分钟缩短至分钟左右；超声振幅也对丝胶蛋白水凝胶的成胶时间有着同样的影响，丝胶水溶液成胶时间由超声振幅6％的1小时，缩短至超声振幅14％的20s。丝胶蛋白水溶液成胶时长随溶液浓度的增加而减少，随超声时间的增加而减少，随超声振幅的增加而减少。这一结果表明丝胶水溶液的成胶时间能够通过控制溶液浓度、超声时间和超声振幅进行调控，不同的成胶时间可使丝胶蛋白水凝胶应用于不同的生物医学应用。如原位成胶成胶时间需要在3分钟内，而通过提高丝胶蛋白水溶液浓度、超声处理时间和超声振幅，能够可缩短成胶时间。
2、丝胶蛋白的高透明性
选用的丝胶蛋白水凝胶由超声方法获得，如图2a所示水凝胶呈现高透明性，透过一定厚度的丝胶蛋白水凝胶能够清楚的看见水凝胶覆盖下的文字。高透明的丝胶蛋白水凝胶用于细胞载体时，可以通过光学显微镜进行直接观察；将其用于创伤敷料，能够方便于创伤的肉眼观测，对伤口进行实时观察。
3、丝胶蛋白水凝胶孔隙结构
将丝胶蛋白水凝胶分别在-20℃、-80℃和-196℃过夜冷冻后再经真空低温冻干，并在扫描电子显微镜下观察。如图3所示：物理超声处理获得的丝胶蛋白水凝胶经三种冷冻温度处理后再冻干获得的丝胶蛋白三维多孔生物支架孔径大小和孔的分布与形态。从图3可以看出丝胶蛋白水凝胶孔径大小随冷冻温度的降低而降低，由110μm降低至5μm，因此超声交联的丝胶蛋白水凝胶(支架)可通过改变冷冻温度，从而实现孔径大小的改变，以满足不同需求。
4、丝胶蛋白水凝胶的孔隙率
将水凝胶在-20℃、-80℃和-196℃温度下冻干后称重得初始质量为w1，置于超纯水中1小时后取出并去除样品表面多余的水后称得样品的重量为w2，则样品的孔隙率即为(w2-w1)/w2×100％。由图4我们可以看出，丝胶蛋白水在各温度下冷冻形成的凝胶支架孔隙率都在90％左右，高孔隙结构使丝胶蛋白水凝胶成为一种适宜细胞生长和药物运输的载体材料。
5、丝胶蛋白水凝胶在不同pH环境下的降解速率
对于测试pH环境对降解的影响，将丝胶蛋白水凝胶浸没于不同pH值(pH 3.0、pH7.4、pH 11.0)的PBS溶液中，PBS溶液每日更换一次，在预设的时间点，取出、干燥、称重，结果见图5。
如图5所示：丝胶蛋白水凝胶在前7天内降解速率较快，7天后丝胶蛋白水凝胶的降解速率变缓慢。水凝胶降解具有pH响应性，其中在pH 11.0的碱性条件下降解速率最快，5周时降解率达到80％；在pH 3.0的酸性条件下降解速率最慢，5周降解率在20％，结果表明本发明获得的丝胶蛋白水凝胶不仅具有降解性，且降解具有pH影响性，在碱性环境下降解速率较快，在中性和酸性环境下降解速率较慢。
6、pH值对丝胶蛋白水凝胶的膨胀率的影响
将丝胶蛋白水凝胶冻干、称重、浸泡于pH 7.4的PBS溶液中，在不同时间点取出称重并按以下公式测定其吸水膨胀率。(其中Ws为膨胀状态下的重量，Wd为干重)
Figure GDA0002096399270000071
如图6所示：丝胶蛋白水凝胶在前1天内，膨胀率迅速上升，水凝胶在pH 7.4的PBS中2天后基本稳定，最大的膨胀率可达到18倍。由于丝胶蛋白中富含亲水性氨基酸，如丝氨酸和苏氨酸等，分别占丝胶氨基酸的33％和12％，所以丝胶蛋白是一种亲水性蛋白，具有高吸水膨胀性。丝胶蛋白水凝胶的吸水膨胀性高还与其高度的弹性相关。
7、丝胶蛋白水凝胶和丝胶蛋白的红外光谱及X-射线衍射分析
利用傅里叶变换红外光谱仪(Nexus,Thermal Nicolet,USA)测定丝胶蛋白水凝胶在4000–400cm-1的特征峰。比较丝胶水溶液凝胶前后的X-射线衍射图谱变化，采用D8-AdvanceX射线衍射仪，测量其5°到70°范围2θ角衍射强度变化。
如图7所示：超声制备的纯丝胶蛋白水凝胶中的丝胶蛋白二级结构发生了明显的变化，酰胺Ⅰ带中的峰由1655cm-1迁移到了1624cm-1处，表明了丝胶蛋白在转化为凝胶的过程中，蛋白质二极结构中的β-折叠增加，无规则卷曲减少。X衍射图谱显示(图8)丝胶蛋白水凝胶具有一个较宽的主峰，对应着β-折叠的的晶体结构，而没有未超声处理的丝胶蛋白呈小角度衍射峰。X-衍射结果与丝胶蛋白水凝胶的傅里叶红外光谱图结果相符。丝胶蛋白经超声后，其二极结构中的β折叠成份比例增多。
8、丝胶蛋白水凝胶的弹性及可注射性
将超声后的丝胶水溶液转移至柱状容器中制备成凝胶，转入4℃冰箱中冷藏过夜，后取出柱状凝胶，置于质构仪平台上，采用20N的力量感应元，设定90％的压缩量，以1mm/min的位移速度进行压力测试，根据丝胶蛋白水泥胶样品高度和样品表面积，获得丝胶蛋白水凝胶的应力应变曲线，如图9所示。将制备好的水凝胶转移至注射器中，转接不同规格的注射针头，包括16G、22G、25G和27G注射针头，进行水凝胶可注射性的验证。
如图9所示，丝胶蛋白水凝胶在压力逐渐增加的过程中，弹力也逐渐增加，并且在被压缩至90％时，应力应变曲线仍呈连续的弧线，而凝胶在受到压力后也并未出现明显的破裂，仍保持一个完整的圆柱体状态。如图2b中所示，超声制备的纯丝胶蛋白水凝胶具有良好的注射性，能够适用于不同规格的针头注射，并且调整注射方向能够实现定向的注射。
9、细胞在丝胶蛋白水凝胶表面的活性与增值
将超声处理后的丝胶水溶液转移至24孔板中，放置于37℃培养箱中进行凝胶。获得丝胶蛋白水凝胶后采用酒精浸泡法进行无菌处理，灭菌后用无菌PBS多次浸泡清洗，去除酒精。以空白孔板为对照。采用小鼠成纤维细胞(NIH3T3)作为实验细胞，以5000细胞每孔的密度种到丝胶蛋白水凝胶孔和空白孔中。保持24孔板中的培养基新鲜，并在特定的时间点进行显微照相，记录细胞生长状态。
为研究丝胶蛋白水凝胶的细胞粘附力，按上述方法在96孔板中制备丝胶蛋白水凝胶，并以1000细胞/孔种孔。细胞培养4h和8h时，用PBS轻轻冲洗96孔板中丝胶蛋白水凝胶表面，统计PBS中所含的细胞数量及留在孔板中的细胞数量，计算细胞的粘附率。在含有丝胶蛋白水凝胶的96孔板以1000细胞/孔密度种孔，培养至24h和48h时，将96孔板中培养基替换为含有cck8试剂的培养液，培养箱中继续培养2h后，酶标仪检测450nm处各孔的吸光度值，以检测各孔的细胞活性。
如图11a所示，细胞在培养板上生长一个多星期后，脱离板壁，而在丝胶蛋白水凝胶上能够生长一个多月时间，因此超声制备的纯丝胶蛋白水凝胶能够支持细胞的长期生长；如图11b所示，细胞在丝胶蛋白水凝胶表面的粘附率和对照无显著性差异，表皮丝胶蛋白水凝胶具有良好的细胞粘附性；如图11c所示，丝胶蛋白水凝胶组的细胞活性与对照组无区别，表明丝胶蛋白水凝胶能够保持细胞良好的生物活性，因此，丝胶蛋白水凝胶具有高细胞相容性。
10、丝胶蛋白水凝胶对HRP装载和控释
丝胶蛋白水凝胶的药物控释性能评价，选用辣根过氧化物酶(HRP)作为模式药物进行测试。将超声处理后的丝胶蛋白水溶液1ml，与HRP干物质粉末0.5g充分混匀，分装，静置，获得装载有HRP的丝胶蛋白水凝胶。将载有HRP的丝胶蛋白水凝胶浸没在pH7.4的PBS缓冲液中，将水凝胶的药物控释置于37℃环境下进行。通过紫外分光光度计法测得HRP水溶液的浓度标准曲线。待到预设的时间点，将溶有HRP的PBS溶液移出，更换新鲜的PBS，并测量计算移出液中HRP的含量，结果如图10。
丝胶蛋白水凝胶对HRP药物具有一定的控释作用，如图10所示，装载有HRP的丝胶蛋白水凝胶在第一天内累计释药量达到23％，随之释药速率逐渐降低，在6天内释药量才达到50％。经过22天的累计，丝胶蛋白水凝胶中还留有12％左右的HRP，表明该丝胶蛋白水凝前锋具有良好的药物控释功能。

Claims (4)

1.功能性丝胶蛋白水凝胶的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
第1步、制备丝胶蛋白水溶液
称取丝素缺失型突变品种的家蚕蚕茧，采用LiBr、LiCl水溶液或高温热水法提取，经纯化、浓缩得到质量百分浓度为1-15%的丝胶蛋白水溶液；
第2步、制备丝胶蛋白水凝胶
采用超声处理第1步制备获得的丝胶蛋白水溶液，然后置于0-40℃环境中静置，获得丝胶蛋白水凝胶；
其中，超声处理的参数如下：使用Soniprep 150超声仪，调整超声振幅为2-20%，设置超声时长为0.001-1h；
其中，第1步中所述丝胶蛋白水溶液的具体制备方法如下：
a.称取丝素缺失型突变品种家蚕蚕茧并剪成碎片或磨成粉末，用水清洗后去再去除水分；
b.将蚕茧碎片或粉末置于浓度为6mol/L的LiBr或LiCl水溶液中，放在35℃条件下2-48小时，LiBr或LiCl水溶液的用量为每克蚕茧碎片加入10-100mL；
c.取步骤（b）的溶液离心、去除不溶物，收集澄清溶液；
d.向步骤（c）获得的澄清溶液中加入1/4体积的1mol/L、pH为9.0的Tris-HCl缓冲液，并在纯水中透析12-48 h；
e.将步骤（d）纯化后溶液离心去除沉淀，浓缩得到质量百分浓度为1-10%的丝胶蛋白水溶液；
或，第1步中所述丝胶蛋白水溶液的具体制备方法如下：
a.称取丝素缺失型突变品种家蚕蚕茧并剪成碎片或磨成粉末，用水清洗后去再去除水分；
b.将蚕茧碎片或粉末置于浓度为超纯水中，100℃-130℃条件下5min-10小时，水的用量为每克蚕茧碎片加入5-100 mL；
c.取步骤（b）的溶液离心、去除不溶物，收集澄清溶液。
2.由权利要求1所述方法制备获得的功能性丝胶蛋白水凝胶。
3.权利要求2所述功能性丝胶蛋白水凝胶在制备生物医用材料中的应用。
4.权利要求2所述功能性丝胶蛋白水凝胶在制备药物和/或生长因子载体中的应用。
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