[发明专利]一种再生丝素蛋白/壳聚糖衍生物共混纤维毡及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于共混纤维毡制备技术领域，涉及一种再生丝素蛋白/壳聚糖衍生物共混纤维毡及其制备方法。

背景技术

丝素蛋白是由蚕丝脱胶而来，作为一种对人体炎症反应小，透气透氧性好，生物相容性良好的天然材料，越来越受到人们关注。将丝素蛋白溶解获得的再生丝素蛋白可以被加工成凝胶、薄膜和纤维毡等多种形式的材料。可根据材料使用要求，通过加工后处理改变再丝素蛋白材料结晶度，控制其降解速率和力学性能。但纯丝素蛋白材料力学性能偏低，存在含水率低时，脆性变大，在低湿环境里力学强度又严重下降等缺陷，这严重限制其广泛应用。

壳聚糖是由甲壳素经脱乙酰化处理得到的产物，一般来说，甲壳素N-乙酰基脱去55％以上的就可称之为壳聚糖。甲壳素广泛存在于节肢动物虾、蟹等外壳，昆虫甲壳，以及真菌类细胞壁中，是地球上存量仅次于纤维素的生物多糖。处理得到的壳聚糖及壳聚糖衍生物由于具有无毒副作用、无免疫原性，优异的生物相容性，生物可降解性，广谱抑菌性等，已在纺织，生物医学等领域得到广泛应用。一些壳聚糖衍生物如羟丙基壳聚糖、羟乙基壳聚糖、羧甲基壳聚糖、羧乙基壳聚糖等不但保留了壳聚糖原有的优异性能，而且还具有良好的水溶性，显著提高的可加工性。壳聚糖以及部分壳聚糖衍生物已被纺制成纤维，用于可吸收医用缝合线，免除了病人拆线痛苦；用做医用敷料，适合治疗各种创伤；还可用来织布加工成各种功能性产品，如保健内衣，抗菌防臭床上用品，抑菌医用护士服等。然而纯壳聚糖及其衍生物纤维线密度偏大，强度偏低，纺织后加工物理机械性能差，价格昂贵，加工生产成本高。

Yuhui Ruan等于2011年发表的“Preparation of3D Fibroin/Chitosan Blend Porous Scaffold for Tissue Engineering Via a Simplified Method”中涉及3D丝素蛋白/壳聚糖共混多孔支架的制备，这种方法制备的加入壳聚糖的共混支架拉伸强度远比纯丝素蛋白支架低得多，共混多孔支架拉的伸强度低于0.055MPa；随丝素蛋白含量增加，共混支架拉伸强度先略有提高后下降，含量75wt％丝素蛋白的共混支架拉伸强度最高，仅达到0.045MPa。Kuihua Zhang等于2010年发表的“Genipin-crosslinked silk fibroin/hydroxybutyl chitosan nanofibrous scaffolds for tissue-engineering application”中制备了京尼平交联的丝素蛋白/羟丁基壳聚糖纳米纤维支架，改变交联剂含量和交联时间，文献中所制备的支架最大拉伸强度为39.5MPa，最大断裂伸长率为11％，但是额外交联剂的使用会降低共混支架的生物相容性，增加制备步骤，提高生产成本。公开号为CN103436985A中国发明专利，公开了一种丝素蛋白/壳聚糖共混纳米纤维的制备方法，以再生丝素蛋白甲酸溶液与壳聚糖三氟乙酸溶液混合的纺丝原液，进行静电纺丝获得丝素蛋白/壳聚糖共混纳米纤维膜。但是此方法步骤繁多，使用有机溶剂不仅对环境不友好，而且降低了材料的生物相容性，且此专利未提到壳聚糖对共混纳米纤维膜力学性能的影响。公开号为CN102936794A的中国发明专利，公开了一种丝素蛋白/羧甲基壳聚糖/聚环氧乙烷/聚乙二醇维生素E琥拍酸酯/维生素C磷酸酯钠复合纳米纤维膜的制备方法，该方法采用水作为溶剂，无毒无污染，生物相容性良好，但该方法制备的纤维膜仅具有适当的力学性能，且此专利未提到壳聚糖衍生物对共混纳米纤维膜力学性能的影响。到目前为止，国内外还未见以再生丝素蛋白/壳聚糖衍生物水溶液，通过静电纺丝制备力学性能大幅度提高的再生丝素蛋白/壳聚糖衍生物共混纤维毡相关研究、文献报道或专利。

发明内容

本发明的目的是提供一种再生丝素蛋白/壳聚糖衍生物共混纤维毡及其制备方法，本发明是将再生丝素蛋白与壳聚糖衍生物共混，以得到力学性能优于单组分性能的新型纤维毡。壳聚糖衍生物的加入大大提高了纤维毡的力学性能，这是由于壳聚糖衍生物分子链上含有大量羟基能够与丝素蛋白链上的氨基形成氢键，壳聚糖先破坏原有丝素蛋白分子内氢键，形成重排的壳聚糖与丝素蛋白分子间的氢键，氢键的作用力远比分子间的范德华力强，会提高力学性能。壳聚糖衍生物与乙醇提高共混纤维毡力学强度的作用机理不同，乙醇水溶液后处理，主要是水分子先增加丝素蛋白分子链的自由体积，乙醇再分子进入纤维间促进形成丝素蛋白分子链之间的氢键。