CN113509587B - 一种具有抗炎活性的仿生复合纤维薄膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及生物医用材料领域，本发明公开了一种具有抗炎活性的仿生复合纤维薄膜的制备方法，本发明以多酶级联途径制备出角蛋白，从而提高角蛋白的分子量；又以高分子角蛋白和丝素蛋白为核壳原材料，通过共轴静电纺丝制备出的复合纤维薄膜具有高度生物相容性和优异的力学性能；然后通过交联作用引入亚精胺，赋予了材料医用药理性能。使得这种仿生复合纤维薄膜具有更优异的机械性能和更好的生物医用性能。

Description

一种具有抗炎活性的仿生复合纤维薄膜的制备方法
技术领域
本发明涉及生物医用材料领域，尤其涉及一种具有抗炎活性的仿生复合纤维薄膜的制备方法。
背景技术
近年来，家蚕丝素蛋白(SF)因其优异的力学性能、可生物降解性、止血性能、无细胞毒性、低抗原性和无炎症特性而在生物医学领域得到了广泛的应用。此外，SF还表现出与多种细胞和组织的良好相容性，由于SF能促进包括角化细胞和成纤维细胞在内的各种细胞的粘附和增殖，SF被认为是具有各种配方的创面敷料制造潜力的生物材料。
角蛋白的生物特性也与丝素蛋白相类似，具有生物相容性和可生物降解性等性质，在生物材料中有着广泛的应用，但通过一般物理或化学方法制备的角蛋白分子量相对较低，力学性能较差。
亚精胺(SPD)，化学式为H2N(CH2)3NH(CH2)4NH2，是一种天然多胺小分子化合物。亚精胺广泛分布在生物体内，是由腐胺(丁二胺)和腺苷甲硫氨酸生物合成的。亚精胺具有抗氧化、抑制炎症、抑制细胞坏死等作用。天然存在的多胺，例如亚精胺及其腐胺，被认为在细胞中起着重要的控制作用，从基本的DNA合成到调控细胞的增殖和分化。化学上，多胺是带正电荷的阳离子分子，能够与活细胞内的多阴离子大分子发生静电相互作用。
发明内容
本发明提供了一种具有抗炎活性的仿生复合纤维薄膜的制备方法，本发明以多酶级联途径制备出高分子量角蛋白，以高分子角蛋白和丝素蛋白为核壳原材料，通过共轴静电纺丝制备出的复合纤维薄膜具有高度生物相容性和优异的力学性能；然后通过交联作用引入亚精胺，赋予了材料医用药理性能，使得仿生复合纤维薄膜具有更优异的机械性能和更好的生物医用性能。
本发明的具体技术方案为：一种具有抗炎活性的仿生复合纤维薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：高分子羊毛角蛋白的制备：将羊毛浸于丙酮中提取以去除表面脂质，然后用水冲洗、干燥；剪取碎羊毛沉浸在含角朊酶的水中，在45-55℃下剧烈搅拌20-30h，溶解后得到水解角蛋白溶液；将转谷氨酰胺酶添加到水解角蛋白溶液中，45-55℃下培养40-50h，离心，透析；最后将所得角蛋白水溶液冷冻燥，得到高分子羊毛角蛋白粉末。
角朊酶能比胃蛋白酶、胰蛋白酶等常见蛋白酶更有效地水解不溶性角蛋白。与物理或化学方法相比，角朊酶水解角蛋白是一种环境友好的过程，在温和的处理条件下，可以保留角蛋白的功能特性，具有低能量消耗、对产品蛋白主干损伤少等优点。酶交联法低毒、高效，谷氨酰胺转胺酶是一种能在肽段和蛋白质之间引入共价交联的交联物，从而使蛋白质稳定性增强。此外，通过这种方法制备的角蛋白分子量较高，机械性能好。
步骤2：共轴纺丝液的制备：将聚乙烯醇添加至水中，水浴加热溶解，得到聚乙烯醇溶液，冷却至室温；将丝素蛋白与高分子羊毛角蛋白粉末分别溶于聚乙烯醇溶液中，并加入乙酸，水浴加热搅拌，直至全部溶解，超声静置，除去气泡；分别得到聚乙烯醇/丝素蛋白纺丝液与聚乙烯醇/角蛋白纺丝液。
采取纺丝液的最优配比来进行纺丝实验，可以生成拥有最佳性能的纤维。
步骤3：共轴纺丝液的制备：以聚乙烯醇/丝素蛋白纺丝液为共轴静电纺丝液的内核纺丝液中，添加二氧化钛，得到共轴纺丝液。
采用共轴纺丝的方法制备性能与结构更好的具有核壳结构的纳米纤维。由于共轴纺丝需要双轨道连接注射器同时作用，内核层与外壳层所需要的纺丝液浓度，实验参数等又均不相同，因此首先要确定内核层与外壳层的纺丝液的成分与配比，进行两轨道的流速以及相关电压参数等方面的设置。为了其更好地应用于细胞相容性和功能性方面的研究，在共轴纺丝时选择了丝素蛋白为外壳层的原材料，使其具有更好的生物相容性；内核层则选择了角蛋白，因其可以更好地支撑纤维的空间结构，以便于纤维的纺丝成型。
步骤4：共轴纺丝：用空的注射器设置推注A的前止点，滑块到与注射器尾端相接处停止；同理，用相同的空的注射器设置推注B的前止点；前止点设置完成后，用两个注射器分别吸取纺丝液，其中以聚乙烯醇/角蛋白纺丝液作为核层，以步骤3所得纺丝液作为壳层，将作为核层的注射器放入推注A轨道，作为壳层的注射器放入推注B轨道；安装同轴针头组件，安装铜丝给共轴纺丝电压；将一片光滑无褶皱的铝箔纸粘到接收器滚轴上，用于接收静电纺丝纤维；快进推注B滑块使针头处有液滴滴出，之后快进推注A滑块使针头处有液滴滴出；确认前止点后夹紧正高压夹，调节接收距离，使金属针头与接收滚轴距离为13-17cm；设置温度为25-35℃，相对湿度为25-35%，至温湿度达到稳定；点击联动按钮，进入联动系统窗口，设置推注B的流量，并启动按钮，在注射泵的推动作用下，溶液在针头处溢出；开启电压按钮，调节负电压，使电压值保持在2.8-3.2kV；之后再调节正电压，直至有稳定的纺丝液射流喷出，此时再设置并启动联动系统中的推注A按钮，控制流量；在高电压作用下，纺丝液从注射器金属针头喷出，沉积在接收滚轴上；结束后，缓慢调低正高压参数，关闭正高压和负高压，停止注射泵推注，完成纺丝。
在选择注射器中的纺丝液方面，通过最佳浓度配比的丝素蛋白与角蛋白共轴纺丝，可以进行最好的纺丝。采用最好的纺丝条件，得出性能最佳的复合纤维薄膜。
步骤5：交联：将对苯二甲醛与亚精胺共混溶于乙醇中，得到亚精胺/对苯二甲醛交联剂，将带有复合纤维薄膜的盖玻片浸泡在交联剂中，将交联后的复合纤维薄膜盖玻片取出，烘干，制得具有抗炎活性的仿生复合纤维薄膜。
综合考虑亚精胺二氨基的化学结构与独特的生物活性，选择亚精胺为原料制备交联剂。这种亚精胺交联剂的应用既可以通过碱反应快速实现薄膜的交联，形成稳定的纤维结构，同时也可以将亚精胺引入到纤维薄膜中，以赋予材料抗炎活性。
综上，本发明以多酶级联途径制备出角蛋白，从而提高角蛋白的分子量；又以高分子角蛋白和丝素蛋白为核壳原材料，通过共轴静电纺丝制备出的复合纤维薄膜具有高度生物相容性和优异的力学性能；然后通过交联作用引入亚精胺，赋予了材料医用药理性能。使得这种仿生纤维薄膜具有更优异的机械性能和更好的生物医用性能。
作为优选，步骤1中，提取温度为70-75℃；干燥条件为60-70℃，20-30h。
作为优选，步骤1中，碎羊毛用量为5-8g；角朊酶用量为90-110kU；含角朊酶的水用量为80-120mL，转谷氨酰胺酶用量为20-40U/g角蛋白。
作为优选，步骤1中，离心时间为10-20min；透析频率为6000-10000r/min，透析时间为2-4d，每天更换体外水3-5次。
作为优选，步骤2中，聚乙烯醇的用量为8-12g，水的用量为88-92g；首次水浴加热温度为55-65℃，转速600-1000r/min，首次水浴加热搅拌1.5-2.5h；丝素蛋白与角蛋白的用量分别为0.6-1.0g和0.1-0.3g，加入的乙酸的体积分数为1.5-2.5%，第二次水浴加热温度为55-65℃，转速600-1000r/min，第二次水浴加热搅拌0.3-0.6h；超声时间为10-15h。
作为优选，步骤3中，二氧化钛的用量为0.08-0.12g/10mL。
作为优选，步骤4中，设置推注B的流量为0.7-0.9mm/min，推注A的流量为0.5-0.7mm/min，正电压为23-27kV。
作为优选，步骤4中，针头规格为25-18G，内径为0.2-0.3mm，外径为0.90-0.92mm。
作为优选，步骤5中，对苯二甲醛的用量为0.100-0.105g，亚精胺95-105μL，乙醇18-022mL；浸泡盖玻片5-15s，干燥温度为55-65℃。
与现有技术对比，本发明的有益效果是：本发明将自然界常见的两种天然蛋白质高分子用到生物医用材料的制备中，降低了医疗原材料昂贵的成本，使普通老百姓能够享受到价廉质优的医用材料；同时运用了耦合仿生的思想来设计用于人工皮肤的仿生生物材料，使用共轴静电纺丝技术，模仿人体皮肤的成分与结构制备仿生活性薄膜，这种薄膜具有高度的生物相容性和优异的机械性能；再利用生物小分子亚精胺制备交联剂，得到结构稳定且具有抗炎等药理功能的具有抗炎活性的仿生复合纤维薄膜，这种薄膜的优异性能使其既可以作为皮肤植入材料来使一些慢性伤口和难以愈合的伤口快速愈合，又可以作为一种伤口敷料使创面快速愈合的同时还具有抗炎效果，避免伤口愈合过程中被感染。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
1）高分子羊毛角蛋白的制备
羊毛的表面脂质在丙酮下72℃提取24h，然后用高纯水冲洗、在65℃烤箱干燥24h。剪5g的碎毛沉浸在100毫升包含90kU角朊酶的水中。在50℃剧烈搅拌24小时后被溶解。转谷氨酰胺酶以20U/g角蛋白剂量添加到水解角蛋白溶液中，50℃下培养48h。离心10min，透析以每分钟8000转的频率进行，透析3d，每天更换体外水4次。最后将所得的角蛋白水溶液在冻干机中干燥，收集到角蛋白粉末约4g。将钾和适量角蛋白粉末与5倍的聚丙烯酰胺凝胶电泳缓冲液混合，煮沸2分钟。然后，装载的样品在标准程序下进行电泳，得到的角蛋白平均分子量约为115kDa。
2）共轴纺丝液的制备
称取10g聚乙烯醇，溶于90g纯净水中，将装有聚乙烯醇溶液的烧杯放置于加热搅拌器上的结晶皿中以60℃水浴加热，转速800r/min，加热搅拌2h。使其全部溶解，配制得到PVA溶液，并冷却至室温。称取0.6g的丝素蛋白与0.1g的角蛋白，将其分别溶于配好的聚乙烯醇溶液中，并加入体积分数为2%的乙酸，水浴加热搅拌，水浴加热温度设置为60℃，转速800r/min，加热搅拌0.3h，直至全部溶解，配制得到质量分数约0.6%的聚乙烯醇/丝素蛋白纺丝液与0.1%聚乙烯醇/角蛋白纺丝液，各取10ml。最后超声12h，静置，除去纺丝液中的气泡。
3）核壳结构表征的共轴纺丝液的制备
在得出步骤2配比后，在原有的共轴静电纺丝液的内核纺丝液中（角蛋白/聚乙烯醇纺丝液）添加二氧化钛0.1g，制备可用于核壳结构表征的共轴纺丝液。
4）丝素蛋白基纳米纤维和高分子角蛋白基纳米纤维共纺薄膜的制备
用空的2.5mL注射器设置推注A的前止点，滑块到与注射器尾端相接处停止；同理，用相同的空的2.5mL注射器设置推注B的前止点。前止点设置完成后，用两个2.5mL的注射器分别吸取适当的纺丝液，其中以含有聚乙烯醇/角蛋白的纺丝液作为核层，以含有聚乙烯醇/丝素蛋白的纺丝液作为壳层，将作为核层的注射器放入推注A轨道，作为壳层的注射器放入推注B轨道。安装同轴针头组件，针头规格为25G-18G，内径约为0.25mm，外径约为0.91mm；安装铜丝便于给共轴纺丝电压。将一片光滑无褶皱的铝箔纸粘到接收器滚轴上，用于接收静电纺丝纤维。快进推注B滑块使针头处有液滴滴出，之后快进推注A滑块使针头处有液滴滴出。确认前止点后夹紧正高压夹。调节接收距离，使金属针头与接收滚轴距离为15cm。设置温度为30℃，相对湿度为30%，至温湿度达到稳定。点击联动按钮，进入联动系统窗口，设置推注B的流量为0.8mm/min，并启动按钮，在注射泵的推动作用下，溶液在针头处溢出。开启电压按钮，调节负电压，使电压值保持在3kV左右；之后再调节正电压为25kV，直至有稳定的纺丝液射流喷出，此时再设置并启动联动系统中的推注A按钮，控制流量为0.6mm/min。在高电压作用下，纺丝液从注射器金属针头喷出，沉积在接收滚轴上。实验结束后，缓慢调低正高压参数，关闭正高压和负高压，停止注射泵推注，制的共轴纺丝薄膜。
5）引入亚精胺的丝素蛋白基纳米纤维和高分子角蛋白基纳米纤维仿生薄膜的制备
在精密电子天平上称取0.103g对苯二甲醛，将其与100μL亚精胺共混溶于20mL乙醇中，配制得到亚精胺/对苯二甲醛交联剂，将带有复合纤维薄膜的盖玻片浸泡在交联剂中10s，之后将交联后的复合纤维薄膜盖玻片取出于60℃恒温鼓风干燥箱中烘干，制的引入亚精胺的丝素蛋白基纳米纤维和高分子角蛋白基纳米纤维仿生薄膜。
本实施例制取的纤维薄膜随机选择80根纤维根据相应的比例尺换算进行直径测量得到纤维的直径长度在200nm-350nm之间，约占总纤维的85%；当然也存在着直径较大与较小的纤维，分别在650nm-700nm与50nm-100nm之间，约占剩余的15%；采用电子万能试验机测定纤维薄膜的机械性能，拉伸试验前，将纤维薄膜切成矩形(2.0 cm×4.0cm)。测试期间，十字头速度为2mm/min，环境温度为25℃。测试三次，得到该纤维薄膜的杨氏模量为35.4兆帕，拉伸强度为2.8兆帕。将薄膜应用在小鼠试验中，诱导细胞分泌炎症因子白介素的浓度较低，为10pg/mL。
实施例2
1）高分子羊毛角蛋白的制备
羊毛的表面脂质在丙酮下72℃提取24h，然后用高纯水冲洗、在65℃烤箱干燥24h。剪6g的碎毛沉浸在100毫升包含100kU角朊酶的水中。在50℃剧烈搅拌24小时后被溶解。转谷氨酰胺酶以30U/g角蛋白剂量添加到水解角蛋白溶液中，50℃下培养48h。离心15min，透析以每分钟8000转的频率进行，透析3d，每天更换体外水4次。最后将所得的角蛋白水溶液在冻干机中干燥，收集到角蛋白粉末约5g。将钾和适量角蛋白粉末与5倍的聚丙烯酰胺凝胶电泳缓冲液混合，煮沸2分钟。然后，装载的样品在标准程序下进行电泳，得到的角蛋白平均分子量约为120kDa。
2）共轴纺丝液的制备
称取10g聚乙烯醇，溶于90g纯净水中，将装有聚乙烯醇溶液的烧杯放置于加热搅拌器上的结晶皿中以60℃水浴加热，转速800r/min，加热搅拌2h。使其全部溶解，配制得到PVA溶液，并冷却至室温。称取0.8g的丝素蛋白与0.2g的角蛋白，将其分别溶于配好的聚乙烯醇溶液中，并加入体积分数为2%的乙酸，水浴加热搅拌，水浴加热温度设置为60℃，转速800r/min，加热搅拌0.5h，直至全部溶解，配制得到质量分数约0.8%的聚乙烯醇/丝素蛋白纺丝液与0.2%聚乙烯醇/角蛋白纺丝液，各取10ml。最后超声12h，静置，除去纺丝液中的气泡。
3）核壳结构表征的共轴纺丝液的制备
在得出步骤2配比后，在原有的共轴静电纺丝液的内核纺丝液中（角蛋白/聚乙烯醇纺丝液）添加二氧化钛0.1g，制备可用于核壳结构表征的共轴纺丝液。
4）丝素蛋白基纳米纤维和高分子角蛋白基纳米纤维共纺薄膜的制备
用空的2.5mL注射器设置推注A的前止点，滑块到与注射器尾端相接处停止；同理，用相同的空的2.5mL注射器设置推注B的前止点。前止点设置完成后，用两个2.5mL的注射器分别吸取适当的纺丝液，其中以含有聚乙烯醇/角蛋白的纺丝液作为核层，以含有聚乙烯醇/丝素蛋白的纺丝液作为壳层，将作为核层的注射器放入推注A轨道，作为壳层的注射器放入推注B轨道。安装同轴针头组件，针头规格为25G-18G，内径约为0.25mm，外径约为0.91mm；安装铜丝便于给共轴纺丝电压。将一片光滑无褶皱的铝箔纸粘到接收器滚轴上，用于接收静电纺丝纤维。快进推注B滑块使针头处有液滴滴出，之后快进推注A滑块使针头处有液滴滴出。确认前止点后夹紧正高压夹。调节接收距离，使金属针头与接收滚轴距离为15cm。设置温度为30℃，相对湿度为30%，至温湿度达到稳定。点击联动按钮，进入联动系统窗口，设置推注B的流量为0.8mm/min，并启动按钮，在注射泵的推动作用下，溶液在针头处溢出。开启电压按钮，调节负电压，使电压值保持在3kV左右；之后再调节正电压为25kV，直至有稳定的纺丝液射流喷出，此时再设置并启动联动系统中的推注A按钮，控制流量为0.6mm/min。在高电压作用下，纺丝液从注射器金属针头喷出，沉积在接收滚轴上。实验结束后，缓慢调低正高压参数，关闭正高压和负高压，停止注射泵推注，制的共轴纺丝薄膜。
5）引入亚精胺的丝素蛋白基纳米纤维和高分子角蛋白基纳米纤维仿生薄膜的制备
在精密电子天平上称取0.103g对苯二甲醛，将其与100μL亚精胺共混溶于20mL乙醇中，配制得到亚精胺/对苯二甲醛交联剂，将带有复合纤维薄膜的盖玻片浸泡在交联剂中10s，之后将交联后的复合纤维薄膜盖玻片取出于60℃恒温鼓风干燥箱中烘干，制的引入亚精胺的丝素蛋白基纳米纤维和高分子角蛋白基纳米纤维仿生薄膜。
本实施例制取的纤维薄膜随机选择80根纤维根据相应的比例尺换算进行直径测量得到纤维的直径长度在210nm-320nm之间，约占总纤维的81%；当然也存在着直径较大与较小的纤维，分别在670nm-710nm与40nm-100nm之间，约占剩余的19%；采用电子万能试验机测定纤维薄膜的机械性能，拉伸试验前，将纤维薄膜切成矩形(2.0 cm×4.0cm)。测试期间，十字头速度为2mm/min，环境温度为25℃。测试三次，得到该纤维薄膜的杨氏模量为42.9兆帕，拉伸强度为3.2兆帕。将薄膜应用在小鼠试验中，诱导细胞分泌炎症因子白介素的浓度很低，为7pg/mL。
实施例3
1）高分子羊毛角蛋白的制备
羊毛的表面脂质在丙酮下72℃提取24h，然后用高纯水冲洗、在65℃烤箱干燥24h。剪8g的碎毛沉浸在100毫升包含110kU角朊酶的水中。在50℃剧烈搅拌24小时后被溶解。转谷氨酰胺酶以40U/g角蛋白剂量添加到水解角蛋白溶液中，50℃下培养48h。离心20min，透析以每分钟8000转的频率进行，透析3d，每天更换体外水4次。最后将所得的角蛋白水溶液在冻干机中干燥，收集到角蛋白粉末约6g。将钾和适量角蛋白粉末与5倍的聚丙烯酰胺凝胶电泳缓冲液混合，煮沸2分钟。然后，装载的样品在标准程序下进行电泳，得到的角蛋白平均分子量约为118kDa。
2）共轴纺丝液的制备
称取10g聚乙烯醇，溶于90g纯净水中，将装有聚乙烯醇溶液的烧杯放置于加热搅拌器上的结晶皿中以60℃水浴加热，转速800r/min，加热搅拌2h。使其全部溶解，配制得到PVA溶液，并冷却至室温。称取1.0g的丝素蛋白与0.3g的角蛋白，将其分别溶于配好的聚乙烯醇溶液中，并加入体积分数为2%的乙酸，水浴加热搅拌，水浴加热温度设置为60℃，转速800r/min，加热搅拌0.6h，直至全部溶解，配制得到质量分数约1.0%的聚乙烯醇/丝素蛋白纺丝液与0.3%聚乙烯醇/角蛋白纺丝液，各取10ml。最后超声12h，静置，除去纺丝液中的气泡。
3）核壳结构表征的共轴纺丝液的制备
在得出步骤2配比后，在原有的共轴静电纺丝液的内核纺丝液中（角蛋白/聚乙烯醇纺丝液）添加二氧化钛0.1g，制备可用于核壳结构表征的共轴纺丝液。
4）丝素蛋白基纳米纤维和高分子角蛋白基纳米纤维共纺薄膜的制备
用空的2.5mL注射器设置推注A的前止点，滑块到与注射器尾端相接处停止；同理，用相同的空的2.5mL注射器设置推注B的前止点。前止点设置完成后，用两个2.5mL的注射器分别吸取适当的纺丝液，其中以含有聚乙烯醇/角蛋白的纺丝液作为核层，以含有聚乙烯醇/丝素蛋白的纺丝液作为壳层，将作为核层的注射器放入推注A轨道，作为壳层的注射器放入推注B轨道。安装同轴针头组件，针头规格为25G-18G，内径约为0.25mm，外径约为0.91mm；安装铜丝便于给共轴纺丝电压。将一片光滑无褶皱的铝箔纸粘到接收器滚轴上，用于接收静电纺丝纤维。快进推注B滑块使针头处有液滴滴出，之后快进推注A滑块使针头处有液滴滴出。确认前止点后夹紧正高压夹。调节接收距离，使金属针头与接收滚轴距离为15cm。设置温度为30℃，相对湿度为30%，至温湿度达到稳定。点击联动按钮，进入联动系统窗口，设置推注B的流量为0.8mm/min，并启动按钮，在注射泵的推动作用下，溶液在针头处溢出。开启电压按钮，调节负电压，使电压值保持在3kV左右；之后再调节正电压为25kV，直至有稳定的纺丝液射流喷出，此时再设置并启动联动系统中的推注A按钮，控制流量为0.6mm/min。在高电压作用下，纺丝液从注射器金属针头喷出，沉积在接收滚轴上。实验结束后，缓慢调低正高压参数，关闭正高压和负高压，停止注射泵推注，制的共轴纺丝薄膜。
5）引入亚精胺的丝素蛋白基纳米纤维和高分子角蛋白基纳米纤维仿生薄膜的制备
在精密电子天平上称取0.103g对苯二甲醛，将其与100μL亚精胺共混溶于20mL乙醇中，配制得到亚精胺/对苯二甲醛交联剂，将带有复合纤维薄膜的盖玻片浸泡在交联剂中10s，之后将交联后的复合纤维薄膜盖玻片取出于60℃恒温鼓风干燥箱中烘干，制的引入亚精胺的丝素蛋白基纳米纤维和高分子角蛋白基纳米纤维仿生薄膜。
本实施例制取的纤维薄膜随机选择80根纤维根据相应的比例尺换算进行直径测量得到纤维的直径长度在190nm-330nm之间，约占总纤维的87%；当然也存在着直径较大与较小的纤维，分别在690nm-720nm与35nm-110nm之间，约占剩余的13%；采用电子万能试验机测定纤维薄膜的机械性能，拉伸试验前，将纤维薄膜切成矩形(2.0 cm×4.0cm)。测试期间，十字头速度为2mm/min，环境温度为25℃。测试三次，得到该纤维薄膜的杨氏模量为43.2兆帕，拉伸强度为3.3兆帕。将薄膜应用在小鼠试验中，诱导细胞分泌炎症因子白介素的浓度很低，为5pg/mL。
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种具有抗炎活性的仿生复合纤维薄膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：高分子羊毛角蛋白的制备：将羊毛浸于丙酮中提取以去除表面脂质，然后用水冲洗、干燥；剪取碎羊毛沉浸在含角朊酶的水中，在45-55℃下剧烈搅拌20-30h，溶解后得到水解角蛋白溶液；将转谷氨酰胺酶添加到水解角蛋白溶液中，45-55℃下培养40-50h，离心，透析；最后将所得角蛋白水溶液冷冻燥，得到高分子羊毛角蛋白粉末；
步骤2：共轴纺丝液的制备：将聚乙烯醇添加至水中，水浴加热溶解，得到聚乙烯醇溶液，冷却至室温；将丝素蛋白与高分子羊毛角蛋白粉末分别溶于聚乙烯醇溶液中，并加入乙酸，水浴加热搅拌，直至全部溶解，超声静置，除去气泡；分别得到聚乙烯醇/丝素蛋白纺丝液与聚乙烯醇/角蛋白纺丝液；
步骤3：共轴纺丝液的制备：向聚乙烯醇/丝素蛋白纺丝液中添加二氧化钛，作为壳层纺丝液；
步骤4：共轴纺丝：用空的注射器设置推注A的前止点，滑块到与注射器尾端相接处停止；同理，用相同的空的注射器设置推注B的前止点；前止点设置完成后，用两个注射器分别吸取纺丝液，其中以聚乙烯醇/角蛋白纺丝液作为核层，以步骤3所得纺丝液作为壳层，将作为核层的注射器放入推注A轨道，作为壳层的注射器放入推注B轨道；安装同轴针头组件，安装铜丝给共轴纺丝电压；将一片光滑无褶皱的铝箔纸粘到接收器滚轴上，用于接收静电纺丝纤维；快进推注B滑块使针头处有液滴滴出，之后快进推注A滑块使针头处有液滴滴出；确认前止点后夹紧正高压夹，调节接收距离，使金属针头与接收滚轴距离为13-17cm；设置温度为25-35℃，相对湿度为25-35%，至温湿度达到稳定；点击联动按钮，进入联动系统窗口，设置推注B的流量，并启动按钮，在注射泵的推动作用下，溶液在针头处溢出；开启电压按钮，调节负电压，使电压值保持在2.8-3.2kV；之后再调节正电压，直至有稳定的纺丝液射流喷出，此时再设置并启动联动系统中的推注A按钮，控制流量；在高电压作用下，纺丝液从注射器金属针头喷出，沉积在接收滚轴上；结束后，缓慢调低正高压参数，关闭正高压和负高压，停止注射泵推注，完成纺丝；
步骤5：交联：将对苯二甲醛与亚精胺共混溶于乙醇中，得到亚精胺/对苯二甲醛交联剂，将带有复合纤维薄膜的盖玻片浸泡在交联剂中，将交联后的复合纤维薄膜盖玻片取出，烘干，制得具有抗炎活性的仿生复合纤维薄膜。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1中，提取温度为70-75℃；干燥条件为60-70℃，20-30h。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1中，碎羊毛用量为5-8g；角朊酶用量为90-110kU；含角朊酶的水用量为80-120mL，转谷氨酰胺酶用量为20-40U/g角蛋白。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1中，离心时间为10-20min；透析频率为6000-10000r/min，透析时间为2-4d，每天更换体外水3-5次。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2中，聚乙烯醇的用量为8-12g，水的用量为88-92g；首次水浴加热温度为55-65℃，转速600-1000r/min，首次水浴加热搅拌1.5-2.5h；丝素蛋白与角蛋白的用量分别为0.6-1.0g和0.1-0.3g，加入的乙酸的体积分数为1.5-2.5%，第二次水浴加热温度为55-65℃，转速600-1000r/min，第二次水浴加热搅拌0.3-0.6h；超声时间为10-15h。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤3中，二氧化钛的用量为0.08-0.12g/10mL。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤4中，设置推注B的流量为0.7-0.9mm/min，推注A的流量为0.5-0.7mm/min，正电压为23-27kV。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤4中，针头规格为25-18G，内径为0.2-0.3mm，外径为0.90-0.92mm。
9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤5中，对苯二甲醛的用量为0.100-0.105g，亚精胺95-105μL，乙醇18-022mL；浸泡盖玻片5-15s，干燥温度为55-65℃。
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