[发明专利]分子量可控的家蚕再生丝素蛋白生产方法

说明书

本发明提供了一种分子量可控的家蚕再生丝素蛋白绿色快速标准化生产方法，其特征在于，包括：脱胶；溶解：将脱胶且干燥后的丝素纤维按照1g∶5‑15mL溶剂的比例进行搅拌溶解，溶解温度25‑85℃，溶解时间30‑60min；透析：用150‑250目滤网对溶解后的丝素蛋白溶液进行过滤，再灌装到透析袋中，溶液体积占透析袋容积的1/2‑1/4，将透析袋置入再生丝素蛋白透析装置，室温下先用自来水透析6‑18h，再用蒸馏水透析6‑18h；干燥：透析后的丝素蛋白溶液冷冻干燥，包装和灭菌。本发明所述的生产方法，可对家蚕再生丝素蛋白的分子量及分布进行有效控制。

技术领域

本发明涉及一种分子量可控的家蚕再生丝素蛋白生产方法，属于生物医用材料制备技术领域。

背景技术

家蚕丝素蛋白分子由后部丝腺分泌，经中部丝腺分泌的丝胶蛋白包被，再经由前部丝腺和纺丝管而成丝纤维，又称茧丝。茧丝经过加工成为厂丝，厂丝是最常见的天然丝纤维形式。厂丝经过编织、机织或针织即可形成纱线或丝织物，再经过脱胶即可用于人体服用或医用。蚕丝编织缝合线应用临床已有上百年历史，丝素蛋白纤维人工血管、人工肌腱和人工韧带的研究也已经取得了初步成果。再生丝素蛋白是厂丝经过脱胶、溶解、透析和干燥之后获得的丝素蛋白。在过去的30年时间里，再生丝素蛋白生物材料得到了迅猛的发展。在生物医学领域的应用主要集中在组织工程支架、伤口敷料、人工皮肤、神经导管、药物缓释材料、生物传感器等方面。

中国生丝年产量近10万吨，约占世界总产量的70-80%。然而，目前用于医学领域的比例极低。最主要的原因之一就是，缺少规模化、标准化、快速、节能、绿色环保、成本较低的生产方法，缺少批量化、质量稳定、纯度高、分子量可控的再生丝素蛋白原材料。而目前文献报道中可查证的再生丝素蛋白的制备方法，多为实验室小量试验所用。而且，文献中描述的关于脱胶、溶解、透析或干燥的方法多达几十种，不一而足。因此，所制备的再生丝素蛋白结构与性能多样、稳定性与可比性较差。这就极大地制约了再生丝素蛋白生物材料更深入的研发和更广泛的推广应用。而且，所述脱胶过程耗时长、效率低、不易精确控制。

经检索，目前再生丝素蛋白的脱胶方法中，均要添加盐、酶、酸、碱或尿素等，且仅通过加热的方法进行脱胶。这些方法成本高、有污水排放、效率低、耗时长、耗能，而且属于非标准化操作。

发明内容

本发明针对上述存在的关键问题，提出一种分子量可控的家蚕再生丝素蛋白生产方法，以弥补该不足。本发明实现了蚕丝脱胶工艺中物理和化学作用的有机融合、多场叠加，包括机械力、热能、化学能、红外线、超声波等，从而实现了零添加，绿色环保、节能高效。而且，该工艺容易实现自动化、标准化，大大缩短了工艺流程时间，可精准调控再生丝素蛋白分子量及分布，特别适用于批量生产再生丝素蛋白且对再生丝素蛋白的分子量及其分布有严格要求的情形。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种分子量可控的家蚕再生丝素蛋白生产方法，其特征在于，包括：

第1步：脱胶：将茧丝或厂丝和蒸馏水按照1g:50-150mL蒸馏水的比例投入丝素蛋白脱胶装备中在超声条件下进行脱胶，脱胶温度控制在60-90℃，超声波频率范围控制在20-100kHz，超声波功率范围控制在300-1800W，脱胶时间为30-90min，将脱胶后的丝素纤维进行干燥；

第2步：溶解：将脱胶且干燥后的丝素纤维按照1g:5-15mL溶剂的比例进行搅拌溶解，溶解温度25-85℃，溶解时间30-60min；

第3步：透析：用150-250目滤网对溶解后的丝素蛋白溶液进行过滤，再灌装到透析袋中，溶液体积占透析袋容积的1/2-1/4，将透析袋置入再生丝素蛋白透析装置，室温下先用自来水透析6-18h，再用蒸馏水透析6-18h；

第4步：干燥：透析后的丝素蛋白溶液冷冻干燥，得到再生丝素蛋白；

第5步：将再生丝素蛋白包装和灭菌。

优选地，所述第1步中的茧丝，在投入之前剪成宽1cm的条带。