[发明专利]一种基于溶菌酶和丝蛋白的层层自组装改性纤维素纳米纤维膜及其制备与应用

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料和生物医用材料技术领域，涉及一种基于溶菌酶和丝蛋白的层层自组装改性纤维素纳米纤维膜及其制备与应用。 

背景技术

由于丝蛋白具有极好的生物适应性，它在组织工程领域被广泛研究。与此同时，它和人体真皮具有极好的适配性并且可以在伤口修复方面发挥重要作用。溶菌酶是一种具有杀菌作用的天然抗感染物质，有抗菌、抗病毒、止血、消肿止痛及加快组织功能恢复等作用，但是溶菌酶工业化生产常会遇到稳定性差，易受外界环境影响，易失活，难以回收利用等问题，限制了它在生物医用材料、药物控释和日用化工和食品领域的应用，而溶菌酶的固定化可有效改善这些问题。纤维素是地球上最丰富的可再生资源，在植物中起到结构支撑作用，具有良好的力学性能。运用纤维素作为层层自组装底板不仅保留了组装成分良好的性质，还增加了其稳定性并且具有可重复利用性，而且固定化过程中蛋白质无损失，为天然可降解的生物安全性材料开发提供了一个新的有效途径。 

目前鲜有通过纯天然高分子来制备纳米纤维膜并用于创面修复的相关文献，控制自组装开始时的电解质溶液（如多糖溶液、蛋白质溶液）的电负性也非常具有创新性。申请号为“CN201010190222.6”的专利报道了纳米纤维固定化β-D-半乳糖苷酶的制备方法，但并没有进行生物运用的研究。 

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于溶菌酶和丝蛋白的层层自组装改性纤维素纳米纤维膜的制备方法。 

本发明的另一目的在于提供一种通过上述方法制备得到的基于溶菌酶和丝蛋白的层层自组装改性纤维素纳米纤维膜。 

本发明的再一目的在于提供上述基于溶菌酶和丝蛋白的层层自组装改性纤维素纳米纤维膜的应用。 

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是： 

一种基于溶菌酶和丝蛋白的层层自组装改性纤维素纳米纤维膜的制备方法，包含如下步 骤：利用静电纺丝技术制备醋酸纤维素纳米纤维膜，采用层层组装技术将具有相反电荷的溶菌酶和丝蛋白交替组装到纤维素纳米纤维膜表面。 

优选的，基于溶菌酶和丝蛋白的层层自组装改性纤维素纳米纤维膜的制备方法，包含如下步骤： 

（1）将醋酸纤维素溶液进行静电纺丝，再在碱液中水解得到醋酸纤维素纳米纤维膜。 

（2）将醋酸纤维素纳米纤维膜在溶菌酶溶液中浸泡5～30分钟，再用NaCl溶液洗涤，接着在丝蛋白溶液中浸泡5～30分钟再用NaCl溶液洗涤；用同样的方法组装（溶菌酶/丝蛋白）_n双分子层，n为0.5的倍数（如n为0.5表示只组装了溶菌酶）。 

步骤（1）中所述的醋酸纤维素溶液的质量浓度优选为5～25%；所述的醋酸纤维素溶液优选为将醋酸纤维素溶于丙酮与二甲基乙酰胺混合溶剂中得到，其中丙酮与二甲基乙酰胺的质量配比为2:1。 

步骤（1）中所述的静电纺丝的条件优选为：静电纺丝的电压为1～35kV，流速为0.5～2mL/h，温度为5～35℃，相对湿度为20～80%，持续时间为1～96h。 

步骤（1）中所述的水解的条件优选为在0.01～0.5M的NaOH溶液中水解6～8天。 

步骤（2）中所述的溶菌酶溶液、NaCl溶液和丝蛋白溶液的浓度均优选为0.1～5mg/L，溶菌酶溶液和丝蛋白溶液pH值分别为4.5和5.3，电位分别为+27.4和-12.7mv。 

步骤（2）中所述的（溶菌酶/丝蛋白）_n双分子层的层数n优选为0.5～55。 

一种基于溶菌酶和丝蛋白的层层自组装改性纤维素纳米纤维膜，通过上述制备方法制备得到。 

上述基于溶菌酶和丝蛋白的层层自组装改性纤维素纳米纤维膜在创面修复中的应用。利用本发明的基于溶菌酶和丝蛋白的层层自组装改性纤维素纳米纤维膜进行抗菌试验、细胞生存试验、细胞荧光染色、细胞粘附试验以及体外伤口愈合试验，结果表明其具有良好的抗菌性能，以及较好的细胞粘着性，可以提高伤口愈合的效率并防止伤口感染。表明基于溶菌酶和丝蛋白的层层自组装改性纤维素纳米纤维膜是一种很好的创面修复材料。 

一种创面修复材料，包含上述基于溶菌酶和丝蛋白的层层自组装改性纤维素纳米纤维膜。 

本发明相对于现有技术具有如下优点和效果： 

（1）往纤维素纳米纤维膜表面加入丝蛋白能提供良好的生物相容性，不仅较好的完成了溶菌酶的固定化，同时也提供了与人体真皮细胞生长所需的三维立体结构，有利于细胞的粘附；加入溶菌酶后，纤维素纳米纤维膜具有更好的抑菌性能。