[发明专利]一种难溶于水的支架型丝素蛋白膜及其制备与应用

说明书

（一）技术领域

本发明涉及一种丝素蛋白膜及其制备方法，特别涉及一种难溶于水的支架型丝素蛋白膜及其制备方法与应用。

（二）背景技术

蚕丝是强度最好的天然纤维之一，由70～80%的丝素蛋白和20～30%的丝胶蛋白组成。丝素蛋白的氨基酸序列主要由“甘氨酸-丙氨酸-甘氨酸-丙氨酸--甘氨酸-丝氨酸”(GAGAGS)的重复单元构成，其中甘氨酸、丙氨酸和丝氨酸占总氨基酸含量的85%以上。该重复序列绝大多数位于丝素蛋白的结晶区，并自组装成反向平行折叠链构象（anti-parallelβ-sheet）结构。这些结构赋予丝素蛋白具有良好力学和缓慢降解速率的特性。

丝胶蛋白在体内会引起炎症反应，在使用前需要进行脱胶处理（degummed）。丝素蛋白由分子量为325KD和25KD两种蛋白组成，其降解产物为氨基酸。大量的研究表明丝素蛋白具有良好的生物相容性，其体内炎症反应（inflammatory responses）要远低于胶原和聚乳酸等常用生物材料。丝素蛋白纤维作为外科缝线已有悠久的历史，经编织后作为人工韧带和组织补片已在研究领域应用。但在目前的生物材料研究领域应用更多的是再生型丝素蛋白。即丝素蛋白经过脱胶、溶解、提纯后，再通过物理、化学的方法，形成海绵状、膜状、凝胶状、微球状等形态。

在丝素蛋白膜制备方面，如中国发明专利“一种可溶—高弹性丝素蛋白膜的制备方法”（CN101234212A）中，将提纯后的丝素蛋白溶液在聚苯乙烯培养皿在恒温恒湿箱内（温度40～70℃，相对湿度60～80%）直接干燥形成厚度为30～50um可溶性膜。中国发明专利“再生丝素蛋白膜及其制备方法”（公开号CN101760027A）中，将提纯后的丝素蛋白溶液在PS皿内直接干燥成膜（未对干燥条件提出要求），再用极性溶剂（C1-C5醇和水混合物、水或水蒸汽）结合力学拉伸，进行溶胀变性处理，以改善丝素蛋白膜的脆性，即增加拉伸伸长率。中国发明专利“一种难溶于水的透明丝素蛋白膜及其制备方法”（CN101967282A）中，在提纯后的丝素蛋白溶液中加入多元醇作为交联剂，将两者混合物在模具中经鼓风干燥成膜，再在相对湿度为30～98%的环境中处理1～48小时（未对处理温度提出要求），获得所需要的膜。中国发明专利“柔韧丝素蛋白膜及其制备方法”（CN1316465）中，通过加入环氧树脂来交联丝素蛋白制备不溶于水的丝素蛋白膜。

在丝素蛋白多孔支架制备方面，中国发明专利“丝素蛋白海绵状三维多孔材料制备方法”（CN1262579C）中，在丝素蛋白溶液中加入醇类有机溶剂作为变性剂，经冷冻和解冻获得乳白色多孔材料，材料经醇类溶液浸洗，再冷冻、干燥获得所需材料。中国发明专利“一种丝素蛋白微孔支架的制备方法”（CN102133432A）中，将丝素蛋白溶液与有机溶剂混合，注入模具内，获得丝素蛋白凝胶，用热水洗去凝胶中的有机溶剂，再冷冻干燥获得所述支架。中国发明专利“一种多孔蚕丝丝素蛋白材料的制备方法”（CN101864177A）中，将丝素蛋白溶液与促凝胶剂（羧酸、聚乙二醇）混合，获得凝胶，在热干燥法获得支架。中国发明专利“一种难溶于水的丝素蛋白多孔材料及其制备方法”（CN101857729A）中，将丝素蛋白溶液与盐溶液混合，经冷冻干燥、湿热蒸汽处理、水洗等步骤获得所需的支架。中国发明专利“一种医用微孔海绵及其制备方法”（CN101967254A）中，将丝素蛋白溶液与PVA溶液混合，在缓慢加热过程中加入甲醛水溶液，固化成型、脱模洗涤、冷冻干燥得所述支架。中国发明专利“一种三维丝素蛋白多孔支架材料的制备方法”（CN101596327A）中，在搅拌状态的丝素蛋白溶液中加入氯化钠颗粒，静置后取沉淀部分，经模具内压缩成型、烘干、浸洗步骤获得所述支架。

现有丝素蛋白膜的制备方法，均是丝素蛋白溶液或其混合物灌注在模具内，通过溶剂挥发干燥，溶质沉积于模具底部，进而形成厚度约10～500μm的可溶或难溶于水的膜。在该步骤的成膜过程中，模具底部上表面的平整性和水平性，模具是否处于振动环境，吹在溶液表面的风速，都将影响膜厚度的均一性和膜表面的微观结构；该步骤成膜过程中，干燥的温湿度条件，也将影响膜的透明性和膜均一性（如温度过高，会在膜内形成微气泡）；该步骤中膜的干燥程度，也影响膜的性能；该步骤膜的干燥时间约几小时到几天，模具所处环境的洁净程度，将影响膜的微生物和内毒素含量；该步骤形成的膜，再通过后续步骤的极性溶液或湿热条件等处理，处理温湿度也会对膜的结晶程度造成影响。