[发明专利]一种丝蛋白海绵及其制备方法

说明书

本发明公开了一种丝蛋白海绵，其beta‑sheet含量低于30wt％，所述丝蛋白海绵不溶于水。本申请还提供了所述丝蛋白海绵的制备方法，包括以下步骤：A)将丝蛋白水溶液密封培育后与高结晶丝蛋白纳米纤维溶液混合，得到混合溶液；B)将所述混合溶液冷冻后冻干，得到丝蛋白海绵。本申请以少量高结晶丝蛋白纳米纤维为诱导剂，同经过处理的丝蛋白溶液混合，再依次经冷冻与冻干，直接从水溶液中制备不溶于水的丝蛋白多孔海绵材料。该方法将高结晶丝蛋白纳米纤维诱导、温度处理和冷冻过程中的丝蛋白组装速率调控结合，不需要添加任何其他溶剂或者处理过程，获得了不溶于水的多孔海绵，工艺简单，绿色环保，生物相容性优异。

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，已经使其成为具有潜在应用价值的通用生物材料。具有多孔结构的丝蛋白海绵已经广泛应用于皮肤、骨、神经、软骨等多种组织的修复，并取得良好的效果。如何利用温和、稳定、简单的方法制备丝蛋白多孔海绵，并调控多孔海绵的力学以及生物学性能成为丝蛋白生物材料的重要发展方向。

目前研究者开发出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；盐析法制备的多孔海绵主要构象为beta-sheet结晶，力学性能高，不适合应用于软组织修复，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。近年来，利用高结晶的丝蛋白纳米纤维作为诱导剂，促进丝蛋白在冻干过程中发生结构转化，从而直接获得不溶于水的丝蛋白海绵材料，上述方法由于制备过程中不需要使用有机溶剂进行后处理，引起人们的兴趣。然而，上述技术要求加入高结晶丝蛋白纳米纤维的含量不能低于7.5％，否则制备的多孔海绵会在水中部分溶解；而高晶纳米纤维含量过高，则容易导致部分丝蛋白沉淀，使得制备多孔海绵不均匀。如何有效降低高晶纳米纤维含量的同时，有效提高所制备多孔海绵在水中的稳定性是提高上述丝蛋白海绵材料应用价值的关键。因此，基于上述进展，有必要将高晶纳米纤维诱导同丝蛋白自组装调控结合，在更低的高晶纳米纤维含量的条件下，实现不溶性丝蛋白海绵的稳定制备。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种丝蛋白海绵及其制备方法，本申请在较低含量高结晶丝蛋白纳米纤维的基础上可制备不溶性的丝蛋白海绵。

本申请提供了一种丝蛋白海绵，所述丝蛋白海绵的beta-sheet含量低于30wt％，所述丝蛋白海绵不溶于水。

优选的，所述丝蛋白海绵具有贯通的多孔结构，孔径为50～500μm。

本申请还提供了所述的丝蛋白海绵的制备方法，包括以下步骤：

A)，将丝蛋白水溶液密封培育后与高结晶丝蛋白纳米纤维溶液混合，得到混合溶液；

B)，将所述混合溶液冷冻后冻干，得到丝蛋白海绵。

优选的，所述丝蛋白水溶液中的丝蛋白与所述高结晶丝蛋白纳米纤维溶液中高结晶丝蛋白纳米纤维的质量比为(15～60)：1。

优选的，所述密封培育的温度为35～70℃，时间为6～48h。

优选的，所述高结晶丝蛋白纳米纤维溶液的高结晶丝蛋白纳米纤维以beta-sheet结构为主，高结晶丝蛋白纳米纤维的直径为10～20nm，长度为200nm～3μm。

优选的，所述冷冻的温度为-4～-12℃，所述冷冻的时间为8～48h。

优选的，所述冻干的温度为-20～-90℃，所述冻干的时间为12～48h。

优选的，所述高结晶丝蛋白纳米纤维溶液按照下述方法制备得到：