CN110448715A - 一种基于丝素蛋白的含姜黄素医用敷料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于丝素蛋白的含姜黄素医用敷料的制备方法,将蚕茧脱胶、干燥、溶解、透析、浓缩制成丝素蛋白水溶液,再与戊二醛、甘油、姜黄素乙醇溶液混合,制得基于丝素蛋白的含姜黄素医用敷料;该方法制得的敷料有效避免了高孔隙率材料具有的细菌易穿透的缺陷,制成的敷料具有良好的透气透湿性能,可以为伤口区域提供合适的环境;同时还可以通过改变缓释介质来调控姜黄素缓释速度;且具有较好的抗菌性能,12小时内对金黄色葡萄球菌的抑菌率均高于70%,其用于伤口修复,比纯丝素蛋白膜更有利于细胞的增殖和粘附。
Description
技术领域
本发明属于医用敷料技术领域,具体涉及一种基于丝素蛋白的含姜黄素医用敷料的制备方法。
背景技术
皮肤作为人体面积最大的器官,当皮肤与外界环境接触时,可以有效地防止水分、电解质和血浆蛋白丢失,抵御细菌的入侵,防止毒物的进入,抵挡机械性损伤,抵御紫外线照射对人体伤害。此外,皮肤还具有感觉、分泌、排泄和体温调节等生理学功能。日常生活中,不可避免地会因创伤、烧伤、烫伤和人体病变所引起的皮肤溃疡等疾病导致皮肤缺损。在创面修复过程中,敷料是必不可少的医用材料,其被用以保护伤口并促进其愈合。医用敷料作为创面覆盖物,在伤口愈合过程中,可替代受损皮肤起到暂时性屏障作用,可以避免或控制伤口的感染,为创面提供良好的愈合环境。细菌感染是影响伤口愈合的主要因素之一,伤口渗出液里含有的大量的炎症因子、蛋白酶和自由基都会减缓伤口的愈合速度。新型抗菌敷料则具有良好的抗感染、阻菌和促愈等效果,其研发无疑给慢性伤口患者带来了治愈和减轻痛苦的希望。
桑蚕丝素蛋白(以下简称丝素蛋白)是一种来自于家蚕的天然蛋白,可被加工成一系列具有可控的机械性能和降解速率的材料。丝素蛋白在包括药物缓释、组织工程及植入装置等众多生物医学领域具有广阔的应用前景。丝素蛋白主要是由非极性氨基酸组成,其具有良好的生物相容性、较小的炎症反应、较高的可降解性、较好的透气透湿性和促进伤口愈合等优良特性,因而被广泛应用于医用敷料领域。
姜黄素是一种从姜科植物根茎中提取的具有食用、药用等多种用途的多酚类物质,分子式为C21H20O6,呈橙黄色结晶粉末状。PAN Jia-ling等人的研究表明,姜黄素与白藜芦醇联用能够下调IL-6、TNF-α炎症过程细胞因子,具有显著抗炎作用(PAN Jia-ling,etal.Development of resveratrol-curcumin hybrids as potential therapeuticagents for inflammatory lung diseases[J].European Journal of MedicinalChemistry,2017(125):478-491.)。ANKUR等人的研究表明,姜黄素能够导致金黄色葡萄球菌细胞膜缺失,细胞破裂(GUPTA Ankur,et al.Evaluation of antimicrobial activityof Curcuma longa rhizomeextract against staphylococcus aureus[J].Biotechnology Reports,2005(6):51-55.)。Deng等人的研究表明,姜黄素对自由基诱导的人类血红细胞氧化损伤具有修复保护作用(DENG Shui-ling,et al.Protectiveeffectsof curcumin and its analogues against free radical-inducedoxidativeha-emolysis of human red blood cells[J].Food Chemistry,2006(98):112-119.)。
由于姜黄素在清除自由基、抗氧化、抗炎、抗菌、促进伤口愈合等方面均显示出一定的生物学活性,若将其作为药物负载到医用敷料上,有可能会提高体表慢性难愈合创面的修复能力。将姜黄素和丝素蛋白的混合溶液制备成三维多孔支架用作伤口敷料,但所制得材料姜黄素缓释速度过低,且其多孔的结构难以有效阻止细菌穿透,所以并不适用于临床创面修复(Curcumin-loadedsilk fibroin e-gel scaffolds for wound healing applications[J].MaterialsTechnology,2018,33(2):1-12.)。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题,提供一种基于丝素蛋白的含姜黄素医用敷料的制备方法。本发明将蚕茧脱胶、干燥、溶解、透析、浓缩制成丝素蛋白水溶液,再与戊二醛、甘油、姜黄素乙醇溶液混合,制得基于丝素蛋白的含姜黄素的医用敷料;该方法制备的医用敷料避免了高孔隙率材料具有的细菌易穿透的缺陷,制成的敷料具有良好的透气透湿性能,且姜黄素缓释速度也较快。
本发明的目的是这样实现的:
一种基于丝素蛋白的含姜黄素医用敷料的制备方法,其特征在于:将干燥的丝素蛋白纤维在三元溶液中按1:7~1:12的水浴比(重量体积比)于60~80℃中溶解,其中三元溶液由CaCl2:CH3CH2OH:H2O=1:1:2~1:3:9(摩尔比)配制而成;然后将溶解后的丝素蛋白于去离子水中透析制得丝素蛋白水溶液,再通过55~65℃水浴将其浓缩至丝素蛋白质量分数为3~10%;用无水乙醇溶解姜黄素,制成浓度为1~10mg/mL的姜黄素乙醇溶液;将浓缩后的丝素蛋白水溶液和姜黄素乙醇溶液按1:1~1:6(体积比)比例混合,再加入戊二醛、甘油后混匀,然后在23~27℃温度和60%~75%湿度条件下利用流延法干燥2~3天成膜,即得本发明医用敷料。
进一步,本发明所述干燥的丝素蛋白纤维由以下步骤制得:取适量蚕茧在0.5%的Na2CO3溶液中煮沸30~40min,蚕茧和Na2CO3溶液的浴比为1:40~1:80(重量体积比),再用去离子水洗涤;重复2~3次,室温下干燥过夜,获得干燥的丝素蛋白纤维。
进一步,本发明所述透析采用以下步骤:将溶解后的丝素蛋白倒入洁净的透析袋中,挤出透析袋内空气,两头封口,置于丝素蛋白溶液10倍体积的去离子水中透析三天。更进一步,所述透析分为三个过程,第一天每2h换一次透析液,第二天每3h换一次透析液,第三天每4h换一次透析液。
由于丝素蛋白能够促进伤口愈合,原则上应尽可能多的提高复合膜中丝素蛋白的含量,然而在实际操作过程中发现,当丝素蛋白溶液浓度大于4%时,纯丝素蛋白膜脆性较大。优选的本发明丝素蛋白质量分数为3~4%。
进一步,上述戊二醛的浓度为50%(体积比)。
进一步,甘油的浓度为50%(体积比)。
具体的说,一种基于丝素蛋白的含姜黄素医用敷料的制备方法,采用如下步骤:
(1)称取0.5g姜黄素溶解于100mL无水乙醇中,磁力搅拌过夜使其充分溶解,4℃避光保存备用;
(2)称取20g蚕茧,将茧壳剪成螺旋状,加入沸腾的1000mL 0.5%Na2CO3溶液中煮沸30min;捞出蚕茧并用去离子水反复搓洗直至无滑腻感,重复煮沸2次并搓洗,在室温条件下晾干获得纤维状丝素蛋白;
(3)以摩尔比为1:2:8的比例配制CaCl2、CH3CH2OH、H2O三元溶液100mL,将10g丝素蛋白加入三元溶液中,置于70℃的水浴锅内用玻璃棒不断搅拌,直至纤维状丝素完全溶解;
(4)将上述溶液倒入洁净的透析袋中,挤出透析袋内空气,两头封口,置于丝素蛋白溶液10倍体积的去离子水中透析三天;所述透析分为三个过程,第一天每2h换一次透析液,第二天每3h换一次透析液,第三天每4h换一次透析液;
(5)透析完之后用纱布过滤丝素蛋白溶液,将过滤后的丝素蛋白溶液置于离心机于4℃以8000转/分钟的速度离心30min;
(6)将离心过滤后的丝素蛋白溶液放入60℃的水浴锅中浓缩至质量分数为3~4%,然后放入4℃冰箱保存,7天之内使用。浓度测定的方法如下:取玻璃皿于45℃烘箱烘至恒重,记为M0,加入1mL丝素蛋白溶液称重记为M1,放入烘箱烘干至恒重记为M2,根据公式计算丝素蛋白溶液的浓度n%,计算公式为:
n%=(M2-M1)/(M1-M0)×100%
重复3次取平均值。
(7)取2mL丝素蛋白溶液加入5mL离心管中,然后加入0.5mL姜黄素乙醇溶液,再依次加入8μL 50%戊二醛溶液、2μL 50%甘油后混匀;吸取混合液2mL倒入直径为60mm的一次性培养皿中,于25℃、65%湿度的人工气候箱中干燥3天成膜,即得本发明敷料。
有益效果:
本发明提供一种基于丝素蛋白的含姜黄素医用敷料的制备方法,将蚕茧脱胶、干燥、溶解、透析、浓缩制成丝素蛋白水溶液,再与戊二醛、甘油、姜黄素乙醇溶液混合,制得基于丝素蛋白的含姜黄素的医用敷料。其中戊二醛为交联剂,甘油为保湿剂。本发明方法制得的敷料有优良的透光率,能承受一定压力,可与非平面表面紧密贴合。本发明方法制得的敷料表面均呈现类球状结构,制备方法未破坏丝素蛋白的结构,同时比丝素蛋白膜具有更高的热稳定性,其在287.3±2.5℃附近具有热降解峰。本发明方法制得的敷料有效避免了高孔隙率材料具有的细菌易穿透的缺陷,制成的敷料具有良好的透气透湿性能,水蒸气透过率为2446.4±72.2g·m-2·day-1,接近伤口敷料理想的透气透湿范围(2000-2500g·m-2·day-1),可以为伤口区域提供合适的环境。本发明方法制得的敷料样品在60%乙醇/PBS溶液中姜黄素的释放度比其在20%乙醇/PBS溶液中姜黄素的释放度明显增加,表明可以通过改变缓释介质来调控本敷料中姜黄素的缓释速度。本发明方法制得的敷料具有较好的抗菌性能,12小时内对金黄色葡萄球菌的抑菌率均高于70%,同时对大肠杆菌亦有抑制作用。相对于市售伤口敷料,本发明具有更优异的阻止细菌穿透的能力;且比纯丝素蛋白膜更有利于细胞的增殖和粘附。另外,本发明方法制备的敷料无细胞毒性,敷料浸出液的相对细胞增殖率为116.2±7.9%,生物相容性好,适合临床使用。
附图说明
图1是本发明敷料制备的流程图;
图2是实施例1制备的敷料扫描电镜图;
图3是实施例1制备的敷料中姜黄素的缓释效果图;
图4是实施例1制备的敷料的透气透湿性能结果图;
图5是实施例1制备的敷料红外光谱图;
图6是实施例1制备的敷料的热稳定性能图;
图7是实施例1制备的敷料的抗菌性能图;
图8是实施例1制备的敷料阻止细菌穿透的性能图;
图9是实施例1制备的敷料用于细胞粘附实验的光学显微镜图;
图10是甘油含量与敷料的抗拉强度关系图;
图11是戊二醛含量与敷料的抗拉强度关系图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行具体描述,在此指出以下实施例只用于对本发明进行进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,本领域的技术熟练人员可以根据上述发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。除特殊说明外,本发明所述百分比为重量百分比,所述份数均为重量份。本发明敷料制备的流程如图1所示。
实施例1
(1)称取0.5g姜黄素溶解于100mL无水乙醇中,磁力搅拌过夜使其充分溶解,4℃避光保存备用。
(2)称取20g的蚕茧,将茧壳剪成螺旋状,加入沸腾的1000mL 0.5%Na2CO3溶液中煮沸30min。捞出蚕茧并用去离子水反复搓洗直至无滑腻感,重复煮沸2次并搓洗,在室温条件下晾干获得纤维状丝素蛋白。
(3)以摩尔比为1:2:8的比例配制CaCl2、CH3CH2OH、H2O三元溶液100mL,将10g丝素蛋白加入三元溶液中,置于70℃的水浴锅内用玻璃棒不断搅拌,直至纤维状丝素完全溶解。
(4)将上述冷却后的溶液倒入洁净的透析袋中,挤出透析袋内空气,两头封口,置于丝素溶液10倍体积的去离子水中透析三天。透析分为三个过程,第一天每2h换一次透析液,第二天每3h换一次透析液,第三天每4h换一次透析液。
(5)透析完之后用纱布过滤丝素蛋白溶液,将过滤后的丝素蛋白溶液置于离心机于4℃以8000转/分钟的速度离心30min。
(6)将离心过滤后的丝素蛋白溶液放入60℃的水浴锅中浓缩至质量分数为4%左右。然后放入4℃冰箱保存,7天之内使用。
(7)取2mL丝素蛋白溶液加入5mL离心管中,然后加入0.5mL姜黄素乙醇溶液,再依次加入8μL 50%戊二醛溶液、2μL 50%甘油后混匀。吸取上述混合液2mL倒入直径为60mm的一次性培养皿中,于25℃、65%湿度的人工气候箱中干燥3天成膜,即得本发明敷料。
本发明实施例1制备的敷料有优良的透光率,能承受一定压力,且可与非平面表面紧密贴合。将实施例1制备的敷料进行电镜扫描,其扫描电镜如图2所示,可见本发明敷料的微观表面形态,其中图a为丝素蛋白膜的微观表面形态,图b为本发明敷料的微观表面形态;扫描电镜观察结果表明丝素蛋白膜和本发明敷料表面均呈现类球状结构;在本发明敷料表面未有观察到晶体结构和非均匀结构,表明姜黄素粉末完全溶解并与丝素蛋白溶液充分混合。
将实施例1制备的敷料进行释放试验。将实施例1制备的敷料在25℃,相对湿度为65%的人工气候箱中平衡24小时。然后,将平衡后的样品置于含有10mL释放介质的称量瓶中,所述释放介质为乙醇与PBS(pH=7.4)溶液(V乙醇:VPBS=20:80或60:40)的混合物。随后,将称量瓶置于37℃的恒温摇床上,摇速为100转/分钟,然后以一定的时间间隔取出10mL释放溶液,并用10mL相应的新鲜释放介质去替换取出的释放溶液,测量这些溶液在425nm的UV-Vis吸光度。根据下式计算姜黄素的释放百分含量:
其中v是在特定时间取出的释放溶液的量(10mL),Cn是在取出释放溶液时从姜黄素丝素蛋白复合膜释放出的姜黄素的浓度,Cn可以从标准校准曲线确定,n是取出释放溶液的时间点,m0是复合薄膜中的姜黄素的总含量(2.0mg)。每个测试点重复三次。缓释效果如图3所示,与20%乙醇/PBS溶液相比,浸泡在60%乙醇/PBS溶液中的敷料中姜黄素的释放百分含量更高,表明本发明可以通过改变缓释介质来调控姜黄素缓释速度。
将实施例1制备的敷料浸泡在60%乙醇/PBS溶液中,其累积释放量和百分比如下表1所示。结果表明制备的敷料初始释放浓度较高、姜黄素释放具有持续性。
表1
考察本发明实施例1制备的敷料的透气透湿性能。将姜黄素丝素蛋白复合膜架置在称量瓶瓶口,称量瓶中装有10ml去离子水,称量瓶瓶口处的姜黄素丝素蛋白复合膜的表面积为2×2cm2;然后将整个装置放置在37℃的人工气候箱中,相对湿度为50%,每24小时记录一次装置的重量。为了计算水蒸气透过率(WVTR),首先线性拟合失水量与时间的关系,再使用以下等式计算制得敷料的水蒸气透过率:
其中A是样品的表面积(4cm2),Wt是装置在t时间点的重量,Wi是装置在初始时间点的重量。结果如图4所示,本发明敷料的水蒸气透过率为2446.4±72.2g·m-2·day-1,接近伤口敷料理想的透气透湿范围(2000-2500g·m-2·day-1),因此本发明敷料可以为伤口区域提供合适的环境。
将实施例1制备的敷料进行红外光谱扫描,红外光谱如图5所示,图a、b分别为本发明敷料、丝素蛋白的红外光谱图;傅里叶变换红外光谱显示本发明敷料及丝素蛋白的特征吸收峰酰胺I带、酰胺II带和酰胺III带分别出现在1600-1690cm-1,1480-1575cm-1和1229-1301cm-1;表明本发明所涉及的制备方法未破坏丝素蛋白的结构。
考察本发明实施例1制备的敷料的热稳定性能,结果如图6所示,本发明敷料在287.3±2.5℃附近具有热降解峰,丝素蛋白膜在268.1±1.9℃附近具有热降解峰,表明本发明敷料比丝素蛋白膜具有更高的热稳定性。
考察本发明实施例1制备的敷料的抗菌性能。姜黄素丝素蛋白复合膜对金黄色葡萄球菌(ATCC 25923)和大肠杆菌(ATCC 25922)的抗菌活性的动力学分析在LB培养基中一式三份进行。将0.1g姜黄素丝素蛋白复合膜浸入金黄色葡萄球菌和大肠杆菌初始浓度为107-108CFU/mL,10mL LB培养基中,并在37℃,100转/分钟的摇床中培养,在预定时间(2小时,4小时,6小时,8小时和12小时),取出200μL LB培养物,并使用酶标仪记录其在600nm处的吸光值。细菌抑制率通过以下等式计算:
A1=Acontrol-A0,A2=At-At',其中Acontrol是细菌的初始浓度约为107-108CFU/mL时,在预定时间LB培养基的OD600值;A0是灭菌后的LB培养基的OD600值;At是在预定时间与姜黄素丝素蛋白复合膜一起培养的LB细菌培养液的OD600值;At'是在预定时间与姜黄素丝素蛋白复合膜一起孵育的灭菌LB培养基的OD600值。结果如图7所示,12小时内,本发明敷料对金黄色葡萄球菌的抑菌率均高于70%,表明复合膜对金黄色葡萄球菌具有良好的抑制作用,复合薄膜对大肠杆菌亦有抑制作用。
考察本发明实施例1制备的敷料的阻止细菌穿透的性能。使用金黄色葡萄球菌和大肠杆菌对复合膜进行细菌穿透试验。为此,将10μL浓度为107-108CFU/mL的菌液置于并涂布在1.5×1.5cm2姜黄素丝素蛋白复合膜和相同尺寸的某市售医用敷料上。姜黄素丝素蛋白复合膜和某市售医用敷料分别放置在LB琼脂平板上。使用1mL注射器头作为菌液涂布工具以防止菌液超过姜黄素丝素蛋白复合膜和某市售医用敷料的面积,将琼脂平板置于37℃的培养箱中培养24小时。从琼脂平板上除去姜黄素丝素蛋白复合膜和该市售医用敷料,并从琼脂平板上切下姜黄素丝素蛋白复合膜和该市售医用敷料下的琼脂块。随后,将琼脂块浸入15mL LB培养基中,并在37℃培养箱中以100转/分钟的摇速培养2小时。取出200μLLB培养液,并使用酶标仪以30分钟的时间间隔记录它们的OD600值。结果如图8所示,图a、b分别为本发明敷料和某市售医用敷料阻止金黄色葡萄球菌、大肠杆菌穿透能力的对比图,结果表明本发明敷料具有更优异的阻止细菌穿透的能力。
考察本发明实施例1制备的敷料的细胞毒性。参照ISO10993.12-2012医疗器械生物学评价标准第12部分”,采用MTT法对敷料的细胞毒性进行评价。实验组(姜黄素丝素蛋白复合膜浸提液):将薄膜灭菌后浸入先前准备好的10%(10g/100mL)的DMEM培养液(含10%胎牛血清)中,放置于培养箱中37℃浸提72h,用0.22μm微孔过滤器过滤后放入无菌试管中,置于4℃冰箱备用。阴性对照组:含10%胎牛血清的DMEM培养液;阳性对照组:含0.64%苯酚的DMEM培养液。
为了证实制备的姜黄素丝素蛋白复合膜对细胞的生长和粘附没有不利影响,发明人评估了人肾上皮细胞HEK 293在姜黄素丝素蛋白膜上的形态和生长,将姜黄素丝素蛋白膜和纯丝素蛋白膜分别剪成1×1cm2大小。在通过紫外线照射灭菌后,将样品置于12孔细胞培养板中,并用1mL PBS溶液(pH6.5,每次洗涤静置5分钟)洗涤每个样品三次。去除PBS溶液后,在每个孔中放置1mL HEK 293细胞悬浮液,使得孔中细胞密度达到1×104个细胞/cm2。将培养物置于37℃和5%的CO2的培养箱中24,48和72小时,并在XDS-1B倒置显微镜下观察细胞的生长形态。光学显微镜结果如图9所示,其中图a、b、c分别为人肾上皮细胞于丝素蛋白膜上第一天、第二天、第三天的生长情况,图d、e、f分别为人肾上皮细胞在本发明敷料上第一天、第二天、第三天的生长情况;结果表明相比纯丝素蛋白膜,本发明敷料更有利于细胞的增殖和粘附。
通过MTT法评价本发明敷料细胞毒性结果,实验通过490nm处的MTT吸光度测量细胞活力,测试结果见下表2。与阴性对照组对比,本发明敷料浸出液的相对细胞增殖率为116.2±7.9%,表明本敷料无细胞毒性。
表2本发明敷料细胞毒性结果
OD<sub>490</sub> | |
阴性对照 | 0.843±0.026 |
姜黄素丝素蛋白膜敷料 | 0.979±0.059 |
阳性对照 | 0.058±0.005 |
研究表明,甘油和戊二醛含量的选择对本发明敷料的抗拉强度有重要关系。参照实施例1,考察甘油添加量对本发明敷料的抗拉强度的影响,将姜黄素丝素蛋白薄膜剪成3×1cm2大小,于25℃,65%湿度条件下平衡24h后测其膜厚度,然后用胶布纸将膜两侧各1×1cm2包边,固定于万能力学实验机上,拉伸速率10mm/min,检测薄膜的断裂强度。然后根据如下公式,进行计算,每个样品进行3次实验,取平均值。
断裂强度:Σ=F/(a×b)..........(4)
其中:F为最大负荷(N),a为薄膜的宽度(mm),b为薄膜的厚度(mm)。结果如图10所示,甘油添加量在2~12μL范围内,薄膜的抗拉强度随着甘油含量的增加呈现出下降的趋势,其中甘油添加量为2μL时,抗拉强度为54.8MPa,甘油添加量为12μL时,抗拉强度为20.3MPa。
参照实施例1及上述敷料抗拉强度的测量方法,考察戊二醛添加量对本发明敷料的抗拉强度的影响,结果如图11所示,戊二醛的添加量在6μL~12μL范围内,薄膜抗拉强度随着戊二醛添加量的增加呈现出先上升后下降的趋势,其中,在戊二醛含量为8μL时,本发明敷料的力学性能最优。
实施例2
参照实施例1制备实施例2的敷料,其中步骤7中所加戊二醛溶液为0μL、甘油溶液为12μL。考察制备得到的敷料姜黄素的缓释情况,结果如下表3所示。
表3实施例2制备得到的敷料姜黄素的缓释情况
实施例3
参照实施例1制备实施例3的敷料,其中步骤7中所加戊二醛溶液为13μL、甘油溶液为0μL。考察制备得到的敷料姜黄素的缓释情况,结果如下表4所示。
表4实施例3制备得到的敷料姜黄素的缓释情况
本发明实施例2-3制备的医用敷料具有优良的透光率,能承受一定压力,可与非平面表面紧密贴合;制得的敷料表面均呈现类球状结构,制备方法未破坏丝素蛋白的结构,同时比丝素蛋白膜具有更高的热稳定性;制成的敷料具有良好的透气透湿性能,可以为伤口区域提供合适的环境;制得的敷料样品中姜黄素释放速度明显优于现有技术(Curcumin-loaded silk fibroin e-gel scaffolds for wound healing applications[J].Materials Technology,2018,33(2):1-12.),且敷料具有较好的抗菌性能,其用于伤口修复,比纯丝素蛋白膜更有利于细胞的增殖和粘附,适合临床使用。
Claims (8)
1.一种基于丝素蛋白的含姜黄素医用敷料的制备方法,其特征在于:将干燥的丝素蛋白纤维在三元溶液中按1:7~1:12的水浴比于60~80℃中溶解,其中三元溶液由CaCl2:CH3CH2OH:H2O=1:1:2~1:3:9配制而成;然后将溶解后的丝素蛋白溶液于去离子水中透析制得丝素蛋白水溶液,再通过55~65℃水浴将其浓缩至丝素蛋白质量分数为3~10%;用无水乙醇溶解姜黄素,制成浓度为1~10mg/mL的姜黄素乙醇溶液;将浓缩后的丝素蛋白水溶液和姜黄素乙醇溶液按体积比1:1~1:6比例混合,加入戊二醛、甘油后混匀,在23~27℃温度和60%~75%湿度条件下利用流延法干燥2~3天成膜,即得本发明伤口敷料。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述干燥的丝素蛋白纤维由以下步骤制得:取适量蚕茧在0.5%Na2CO3溶液中煮沸30~40min,蚕茧和Na2CO3溶液的浴比为1:40~1:80,再用去离子水洗涤;重复2~3次,室温下干燥过夜,获得干燥的丝素蛋白纤维。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述透析采用以下步骤:将上述冷却后的溶液倒入洁净的透析袋中,挤出透析袋内空气,两头封口,置于丝素溶液10倍体积的去离子水中透析三天。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于:所述透析分为三个过程,第一天每2h换一次透析液,第二天每3h换一次透析液,第三天每4h换一次透析液。
5.如权利要求1-4任一项所述的方法,其特征在于:所述丝素蛋白质量分数为3~4%。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于:所述戊二醛的浓度为50%。
7.如权利要求5所述的方法,其特征在于:所述甘油的浓度为50%。
8.一种基于丝素蛋白的含姜黄素医用敷料的制备方法,采用如下步骤:
(1)称取0.5g姜黄素溶解于100mL无水乙醇中,磁力搅拌过夜使其充分溶解,4℃避光保存备用;
(2)称取20g蚕茧,将茧壳剪成螺旋状,加入沸腾的1000mL 0.5%Na2CO3溶液中煮沸30min;捞出蚕茧并用去离子水反复搓洗直至无滑腻感,重复煮沸2次并搓洗,在室温条件下晾干获得纤维状丝素蛋白;
(3)以摩尔比为1:2:8的比例配制CaCl2、CH3CH2OH、H2O三元溶液100mL,将10g丝素蛋白加入三元溶液中,置于70℃的水浴锅内用玻璃棒不断搅拌,直至纤维状丝素完全溶解;
(4)将溶液倒入洁净的透析袋中,挤出透析袋内空气,两头封口,置于丝素溶液10倍体积的去离子水中透析三天;透析分为三个过程,第一天每2h换一次透析液,第二天每3h换一次透析液,第三天每4h换一次透析液;
(5)透析完之后用纱布过滤丝素蛋白溶液,将过滤后的丝素蛋白溶液置于离心机于4℃以8000转/分钟的速度离心30min;
(6)将离心过滤后的丝素蛋白溶液放入60℃的水浴锅中浓缩至丝素蛋白质量分数为3~4%;然后放入4℃冰箱保存,7天之内使用;
(7)取2mL丝素蛋白溶液加入5mL离心管中,然后加入0.5mL姜黄素乙醇溶液,再依次加入8μL 50%戊二醛溶液、2μL 50%甘油后混匀;吸取混合液2mL倒入直径为60mm的一次性培养皿中,于25℃、65%湿度的人工气候箱中干燥3天成膜,即得。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111249515A (zh) * | 2020-03-11 | 2020-06-09 | 西安工程大学 | 抗菌消炎和促进伤口愈合的生物医用敷料及其制备方法 |
CN114376795A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-04-22 | 淮阴工学院 | 一种具有电致释药特性的异质结构复合双层多孔敷料及其制备方法 |
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 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2422308A1 (de) * | 1974-03-07 | 1975-09-18 | Ici Australia Ltd | Wundverband |
CN1348820A (zh) * | 2001-11-10 | 2002-05-15 | 苏州大学 | 一种抗菌丝素创面保护膜及其制备方法 |
CN105797216A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-07-27 | 西南大学 | 一种用家蚕丝素蛋白与羧甲基壳聚糖制备多孔材料的方法 |
-
2019
- 2019-09-03 CN CN201910828304.XA patent/CN110448715A/zh active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2422308A1 (de) * | 1974-03-07 | 1975-09-18 | Ici Australia Ltd | Wundverband |
CN1348820A (zh) * | 2001-11-10 | 2002-05-15 | 苏州大学 | 一种抗菌丝素创面保护膜及其制备方法 |
CN105797216A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-07-27 | 西南大学 | 一种用家蚕丝素蛋白与羧甲基壳聚糖制备多孔材料的方法 |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
LEI YANG ET AL: "Curcumin functionalized silk biomaterials for anti aging utility", 《JOURNAL OF COLLOID AND INTERFACE SCIENCE》 * |
徐昳荃: "《文化丝绸》", 31 August 2016 * |
李全林: "《新医药开发与研究 下》", 31 December 2008 * |
金丽芬: "《临床常见伤口护理》", 31 March 2016 * |
顾其胜: "《实用生物医用材料学》", 30 September 2005 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111249515A (zh) * | 2020-03-11 | 2020-06-09 | 西安工程大学 | 抗菌消炎和促进伤口愈合的生物医用敷料及其制备方法 |
CN114376795A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-04-22 | 淮阴工学院 | 一种具有电致释药特性的异质结构复合双层多孔敷料及其制备方法 |
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 |
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 |
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