[发明专利]一种丝素蛋白光固化水凝胶及其制备方法

说明书

本发明涉及一种丝素蛋白光固化水凝胶及其制备方法。它以丝素蛋白为原料，通过紫外光固化制备互穿网络结构的丝素蛋白水凝胶。采用单体N‑乙烯基吡咯烷酮溶于丝素蛋白溶液中，通过紫外光和辣根过氧化物酶催化聚合N‑乙烯基吡咯烷酮形成聚乙烯吡咯烷酮大分子与丝素蛋白分子链产生物理缠结，得到了一种透光性好，降解性能优良的新型丝素蛋白水凝胶。

技术领域

本发明涉及水凝胶材料技术领域，特别涉及一种通过紫外光固化的新型丝素蛋白水凝胶及其制备方法。

背景技术

蚕丝，是熟蚕结茧时分泌丝液凝固而成的连续长纤维。丝素是一种源于蚕丝的天然高分子蛋白质，其含量占蚕丝的70%～80%，含有18种氨基酸，其中的11种为人体必需氨基酸；另一方面，丝素蛋白对人体无毒害作用，安全可靠，具有良好的生物相容性，适于开发成功能性材料。因此，随着对其独特氨基酸组成及结晶结构等理化特性研究的深入，国内外对丝素的应用正从传统的纺织领域积极向多领域探索，丝素蛋白在生物医学材料领域的应用也日趋广泛和深入。

N-乙烯基吡咯烷酮简称NVP，它在医药、食品、化妆品、粘合剂、涂料等方面都有着广泛的用途。NVP在酸性条件下或引发剂存在下可聚合为聚乙烯基吡咯烷酮。NVP还能和其它单体（如乙酸乙烯酷、乙烯、丙烯睛、异丁烯酸醋、丙烯酸异丙烯醋等）共聚而得到共聚物。NVP聚合形成聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone)简称PVP，是一种非离子型高分子化合物。PVP作为一种合成水溶性高分子化合物，具有水溶性高分子化合物的一般性质，胶体保护作用、成膜性、粘结性、吸湿性、增溶或凝聚作用，但其最具特色，因而受到人们重视的是其优异的溶解性能及生理相容性。PVP有优良的生理惰性，不参与人体新陈代谢，又具有优良的生物相容性，对皮肤、粘膜、眼等不形成任何刺激。医药级PVP为国际倡导的三大药用新辅料之一，可用做片剂、颗粒剂的粘结剂、注射剂的助溶剂、胶囊的助流剂；眼药的去毒剂，延效剂，润滑剂和包衣成膜剂，液体制剂的分散剂和酶及热敏药物的稳定剂，还可用做低温保存剂。因此，PVP能够用于生物材料，但是其水溶性限制了作为植入材料的应用范围。

紫外光固化一般需要加入光敏剂，而光敏剂残留有可能造成毒性。中国发明专利（CN107118359A）采用生物光敏剂核黄素光催化形成丝素蛋白水凝胶，但是光敏剂核黄素的残留有可能造成透明度的下降。中国发明专利（CN105294955A）公开了一种用于多细胞分选和干细胞选区分化的光固化水凝胶及其制备方法，以具有光固化性能的改性高分子材料为原料制备而成，但得到的水凝胶弹性模量较差。中国发明专利（CN106009709A）公开了一种丝素蛋白互穿网络水凝胶及其制备方法，通过辣根过氧化物酶和过氧化氢催化N-乙烯基吡咯烷酮单体发生聚合反应，生成聚乙烯吡咯烷酮并与丝素蛋白大分子发生分子链缠结，在一定条件下形成以无规卷曲结构为主的互穿网络（IPN）水凝胶。该丝素蛋白水凝胶材料具有高强度、弹性和透明度。但制备得到的丝素蛋白水凝胶材料因为加入了过氧化氢，可能具有一定的细胞毒性，对细胞相容性的研究产生了一定的影响。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种透光性好，降解性能优良的丝素蛋白光固化水凝胶及其制备方法。

实现本发明目的的技术方案是提供一种丝素蛋白光固化水凝胶的制备方法，以家蚕丝为原料，经脱胶、溶解、透析处理，得到丝素蛋白水溶液，再包括以下步骤：

(1) 配置浓度为1000 unit/mL的辣根过氧化物酶水溶液；

(2) 调节丝素蛋白水溶液的浓度为10g/L～100g/L；

(3) 在丝素蛋白水溶液中分别加入N-乙烯基吡咯烷酮和辣根过氧化物酶水溶液，N-乙烯基吡咯烷酮的终浓度为20 g/L～100g/，辣根过氧化物酶的终浓度为10unit/mL～50unit/mL，混合均匀后得到复合溶液；

(4) 将复合溶液倒入可透过紫外光的透明模具中，向复合溶液中通入氧气，保持复合溶液中氧气分压处于饱和状态；