[发明专利]一种丝蛋白海绵及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物材料技术领域，尤其涉及一种丝蛋白海绵及其制备方法。

背景技术

丝蛋白优异的生物相容性，力学性能，可降解性，易于成形以及能够在水溶液中进行处理等优点，引发了研究者的广泛兴趣，并逐渐尝试将其应用于血管、神经、皮肤、骨等多种组织修复以及药物控释领域。在不同形态的丝蛋白生物材料中，具有多孔结构的海绵材料在组织修复领域具有极大的应用潜力，成为丝蛋白生物材料研究的重要方向。

研究者开发了多种制备丝蛋白海绵的方法，主要包括盐析法和冷冻干燥法；冷冻干燥法所制备的丝蛋白，尽管一般为非晶结构，但其会在水中溶解，导致其无法应用，只能通过醇处理、真空水处理来诱导形成beta-sheet，最终获得不溶于水的海绵材料。因此，尽管有多种方法如添加高结晶丝蛋白诱导、利用酸来抑制结晶等降低海绵的结晶度，在保持海绵在水中稳定性的基础上来降低海绵的硬度，但丝蛋白多孔海绵水不溶性，力学性能以及晶体结构之间的内在矛盾仍然缺乏解决的方法。盐析法是最早开发的制备丝蛋白多孔海绵的传统方式，所制备丝蛋白具有较好的力学性能和相互贯通的孔结构，同时也具有良好的组织和生物相容性。然而，随着对生物材料要求的不断提高，人们希望材料不仅具有贯通孔结构，同时还应该具有仿细胞外基质的纳米纤维结构，从而更好的促进细胞生长和组织修复，但传统盐析法难以对丝蛋白的纳米结构进行调控，使其难以满足目前生物材料发展的需求。

近年来，多个研究组发现丝蛋白在水溶液中能够具有不同的纳米结构，且纳米结构可以通过调控其组装过程进行一定的控制。但丝蛋白在水中转变成纳米纤维的同时，也会形成beta-sheet，导致丝蛋白凝胶化，从而无法使用盐析法制备多孔支架材料。白树猛等的文献表明通过一定的控制，可以在丝蛋白溶液态下获得纳米纤维，但此纳米纤维不稳定，同样无法应用于盐析法制备多孔海绵材料。如何提高非晶纳米纤维的稳定性是以此为原料，通过盐析法制备具有纳米纤维-微孔复合结构的丝蛋白海绵的关键。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种多孔丝蛋白海绵及其制备方法，本申请制备的多孔丝蛋白海绵具有贯通的多孔结构与纳米纤维结构，且在水中的稳定性较好。

有鉴于此，本申请提供了一种丝蛋白海绵，所述丝蛋白海绵具有贯通的多孔结构，孔径为100～500μm；孔壁由纳米纤维组成，所述纳米纤维的直径为10～50nm。

本申请还提供了上述方案所述的丝蛋白海绵的制备方法，包括以下步骤：

A)，将丝蛋白溶液进行浓缩，得到丝蛋白纳米颗粒溶液；

B)，调整所述丝蛋白纳米颗粒溶液的pH值和浓度，得到丝蛋白纳米纤维溶液；

C)，将所述丝蛋白纳米纤维溶液进行盐析，得到丝蛋白海绵。

优选的，步骤A)中，所述丝蛋白溶液的浓度为2～7wt％；所述丝蛋白纳米颗粒溶液的浓度为12～25wt％。

优选的，步骤A)中，所述浓缩的温度为25～70℃，所述浓缩的时间为8～48h。

优选的，步骤B)中，所述pH值为2～5，调整所述丝蛋白纳米颗粒溶液的浓度值4～10wt％。

优选的，调整所述丝蛋白纳米颗粒溶液的pH值与浓度的溶液为酸的水溶液，所述酸为盐酸、甲酸或乙酸。

优选的，所述盐析的过程具体为：

将所述丝蛋白纳米纤维溶液与氯化钠颗粒混合，静置培育，将得到的复合物浸泡于纯水中。

优选的，所述氯化钠颗粒的粒径为200～900μm；以所述丝蛋白纳米纤维溶液为基，所述氯化钠颗粒的质量为1～4g/ml。

优选的，所述静置培育的时间为24h，所述浸泡于纯水中的时间为12～72h。

优选的，所述盐析后还包括：

将盐析后的湿态的丝蛋白海绵进行常温干燥。