[发明专利]一种含蚕丝蛋白/细菌纤维素的人工皮肤材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种含蚕丝蛋白/细菌纤维素的人工皮肤材料及其制备方法，包括以下步骤：将蚕丝蛋白水溶液中硫酸软骨素混合均匀后，加入预处理的细菌纤维素膜，充分吸附后，取出，得到改性细菌纤维素水凝胶；将改性细菌纤维素水凝胶表面涂覆一层NOA紫外光固化聚合物，再掩膜的辅助下，在汞灯的照射下固化，洗涤干燥，形成具有图案的柔性基底层；将柔性基底层的表面旋涂一层单壁碳纳米管层，烘干固化，再涂覆一层聚苯乙烯涂层，得到含蚕丝蛋白/细菌纤维素的人工皮肤材料。本发明制备的人工皮肤复合材料具有优异的力学性能、透气性能、亲肤性能和高灵敏度，还具有一定可拉伸性能，特别适合于制备人工皮肤或者智能纺织品。

技术领域

本发明属于纺织复合材料技术领域，具体涉及一种含蚕丝蛋白/细菌纤维素的人工皮肤材料及其制备方法。

背景技术

皮肤是人体最大的器官，不仅可以细菌等外界入侵，还承担防止体内水分、电解质等其他物质丢失，但皮肤受到侵害无法自我修复时需要进行皮肤移植，但是当正常皮肤难以满足移植时，就需要寻找替代品人造皮肤。人造皮肤不仅需要柔软透气，还要具有促进自身肌肉与皮肤的生长，更加需要具备感觉和触觉。

中国专利CN 105671962A公开的一种柔性纳米纤维电子皮肤及其制备方法，将POE/TPE/TPU/TPR/EVOH热塑性纳米纤维加入溶剂中形成悬浮液，通过原位聚合/化学镀法或者物理掺杂方式将金属、有机导电高分子或者碳素材料附着于纳米纤维表面，将导电纳米纤维悬浮液旋涂在带有微凹槽或者微突起结构的模具中，干燥后，热处理脱模，得到一面具有微凹槽或者微突起的柔性纳米纤维膜，将两张柔性纳米纤维膜的微凹槽或者微突起面结合，得到柔性纳米纤维基电子皮肤。该方法制备方法简单，两张柔性纳米纤维膜结合紧密，制备的电子皮肤工作电压低，功耗低且灵敏度高。中国专利CN 105326495A公开的一种可穿戴柔性皮肤电极的制造和使用方法，在硬质基片上涂覆一层水溶性高分子材料薄膜聚乙烯醇或聚丙烯酸，在水溶性高分子材料薄膜的表面依次涂覆电子皮肤的聚酰亚胺/聚二甲基硅氧烷/聚苯二甲酸乙二酷、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛/聚乙烯柔性基底层和金/铂/镍/银/铜/碳纳米管/石墨烯/银纳米线金属薄膜，再对金属薄膜进行光刻形成蛇形连接的金属网格，再以图形化的金属薄膜为掩膜，利用干法或者湿法刻蚀，露出硬质基片上的水溶性高分子材料薄膜，将基片放置于热水中溶解水溶性高分子薄膜，剥离干燥，通过焊接或粘结将导电线得到可穿戴柔性皮肤电极。该可穿戴柔性皮肤电极通过皮肤粘合剂附着于皮肤表面。由上述现有技术可知，目前的人造皮肤难以将生物相容性和灵敏性兼具。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种含蚕丝蛋白/细菌纤维素的人工皮肤材料及其制备方法，本发明将吸附蚕丝蛋白水凝胶和硫酸软骨素的细菌纤维素膜作为亲肤基底材料，依次涂覆有图案的NOA柔性基底层、单壁碳纳米管层和聚苯乙烯涂层，制备得到力学性能、透气性能、亲肤性能和灵敏度俱佳的复合材料，还具有一定可拉伸性能，特别适合于制备人工皮肤或者智能纺织品。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种含蚕丝蛋白/细菌纤维素的人工皮肤材料，所述含蚕丝蛋白/细菌纤维素的人工皮肤材料包括改性细菌纤维素水凝胶、具有图案的NOA柔性基底层、单壁碳纳米管层和聚苯乙烯涂层，其中改性细菌纤维素水凝胶包括细菌纤维素膜、蚕丝蛋白水凝胶和硫酸软骨素，所述具有图案的NOA柔性基底层具有矩形阵列。

作为上述技术方案的优选，所述单壁碳纳米管层中单壁碳纳米管的直径为0.5-1.5nm。

作为上述技术方案的优选，所述含蚕丝蛋白/细菌纤维素的人工皮肤材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将蚕丝蛋白水溶液中硫酸软骨素混合均匀后，加入预处理的细菌纤维素膜，充分吸附后，取出，得到改性细菌纤维素水凝胶；

(2)将步骤(1)制备的改性细菌纤维素水凝胶的表面涂覆一层NOA紫外光固化聚合物，再掩膜的辅助下，在汞灯的照射下固化，洗涤干燥，形成具有图案的柔性基底层；