[发明专利]一种角蛋白／丝素蛋白共混膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种角蛋白/丝素蛋白双层膜及其制备方法，特别涉及一种 以角蛋白、丝素蛋白为主要原料，制备兼具致密与多孔的双层结构的复合蛋 白膜的方法，所制备的材料可应用于组织工程材料、人造皮肤、口腔种植修 复或药物缓释等方面。

背景技术

三维多孔的细胞支架材料是生物医学工程的一个重要方向，能与组织活 体细胞结合并植入生物体，且具备一定功能的支架材料在科学研究与临床应 用中均具有重要的学术意义和实用价值。在现有的组织工程支架材料的研究 中，大多是针对骨、血管、神经等人工器官的三维支架结构，而对满足临床 应用中所需的膜材料研究则并不多。

中国申请专利“一种生物医用材料及其制备方法和用途”(CN1544097A) 中，采用胶原蛋白或明胶、葡甘聚糖、硫酸软骨素或壳聚糖，经搅拌、脱泡、 改性、冷冻干燥等工艺流程后制成1-3mm的海绵状多孔膜。

中国申请专利“一种载bFGF鱼胶原基复合材料及其制备方法和应用”(CN 104758983A)中，采用鱼胶原蛋白与壳聚糖经冷冻干燥制备成复合膜，再经 硫酸软骨素交联后，引入载bFGF的PLGA微球，反复冷冻干燥并灭菌后得到 无菌的载bFGF鱼胶原基多孔复合材料。

由此可见，在现有技术中，多孔膜材料的制备所采用的天然材料有胶原 蛋白、明胶、纤维素等，但这些材料中存在着或多或少的缺陷，如生物相容 性不好，提取工艺复杂，成本过高等。因此更多的研究致力于采用理想的天 然材料进行替代。

角蛋白作为一种天然的蛋白质，具有良好的生物相容性，在人发、羊毛 等毛羽中存在的角蛋白的氨基酸序列中均存在促进骨细胞粘附的RGD(精氨酸 －甘氨酸－天冬氨酸)三肽序列，对细胞有很好的亲和性和吸附性，还能优 化骨组织的生长，因此角蛋白在作为生物医用材料方面具有很大的优势。

丝素蛋白是从天然蚕丝中提取的高分子纤维蛋白，其含量约占蚕丝的 70～80％。其氨基酸组成中的一部分为人体必需氨基酸，对人体无毒无副作用， 具有优异的力学性能，因此国内外对丝素蛋白的应用研究也早已从纺织领域 向多个领域拓宽，尤其在生物医学材料领域的研究日趋广泛和深入。

国内外对于采用这两种天然蛋白制得多孔膜的相关研究如下：

中国申请专利“一种冷冻制备角蛋白多孔膜的工艺”(CN102585277B)中， 采用冷冻干燥工艺对羊毛角蛋白溶液直接进行冻干制得角蛋白多孔膜。该角 蛋白多孔膜厚度均匀，孔洞分散性好，但单一组分的角蛋白多孔膜机械性能 较差。

中国申请专利“一种多孔丝素膜及其制备方法”(CN1260363A)中，以蚕 丝为主要原料，对已浓缩的丝素蛋白与添加剂、交联剂的混合溶液进行冷冻 干燥，制成多孔丝素膜。该丝素膜具有较强的机械性能和良好的生物相容性， 但整张膜的手感偏硬，影响了临床应用的可操作性。

因此一种既有一定柔韧性，又有良好的生物相容性与细胞活性的蛋白多 孔膜及其获得方法是一个亟待人们解决的课题。

发明内容

本发明的目的在于针对已有多孔膜材料的不足，提供一种具有一定强度 和柔韧性、可任意弯折、生物相容性良好、可生物降解的兼具致密和多孔双 层结构的角蛋白/丝素蛋白共混膜及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的共混膜采用角蛋白和丝素蛋白为主要原材料，以一定浓度 的角蛋白与丝素蛋白按不同的体积百分比进行混合并制备成凝胶，再通过低 温冷冻、真空干燥的方法获得。成形后的共混膜为呈多孔结构的多孔膜，其 柔而韧，厚度均匀，厚度可控制在10μm～5mm之间，膜内部的孔与孔之间相 互连通，平均孔径为30～400μm，孔隙率为10～90％。

本发明所述的共混膜的制备方法，步骤如下：

(1)使用还原剂的浓度为0.01M～0.1M对剪成0.5～1cm的小段动物毛 羽进行溶解后经过滤、透析、浓缩工艺得到角蛋白溶液；对天然蚕丝进行脱 胶、溶解、透析、过滤、浓缩，得到丝素蛋白水溶液；

(2)取角蛋白溶液和丝素蛋白溶液，按一定的体积比例配置混合溶液， 静置脱泡后，注入具有特定形状和尺寸的模具中，在恒温恒湿条件下形成角 蛋白/丝素蛋白复合凝胶；