[发明专利]一种柞蚕丝素蛋白水凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及生物医用材料技术领域，具体涉及一种柞蚕丝素蛋白水凝胶及其制备方法和应用。本发明提供了一种柞蚕丝素蛋白水凝胶的制备方法，包括以下步骤：(1)将柞蚕丝素蛋白与季铵盐混合，发生开环加成反应，得到季铵化柞蚕丝素蛋白；(2)将所述季铵化柞蚕丝素蛋白与N‑异丙基丙烯酰胺混合，在引发剂的作用下，发生原位聚合反应，得到柞蚕丝素蛋白水凝胶。本发明制备得到的柞蚕丝素蛋白水凝胶生物相容性好、细胞粘附能力强、能够促进细胞增殖，而且具有良好的力学性能、温度响应性和抗菌性。

技术领域

本发明涉及生物医用材料技术领域，具体涉及一种柞蚕丝素蛋白水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

生物医用材料需要具备以下特征：(1)与生物组织匹配的生物相容性，促进组织细胞增殖；(2)与生物组织匹配的机械强度；(3)降解产物无毒副作用；(4)具有可调节的功能性。

目前丝素蛋白已广泛应用于组织工程、生物医用和细胞工程基体材料中，具有无毒、无刺激、低或者无免疫原性，具有良好的生物相容性，并能够促进细胞生长。丝素蛋白为家蚕丝素蛋白和野蚕丝蛋白的总称，近几十年来，家蚕丝素蛋白不断发展，已经受到广泛应用，但野蚕丝素蛋白并未得到充分的研究和发展，柞蚕丝素蛋白作为典型的野蚕丝蛋白，其主要由氨基酸组成与家蚕丝素蛋白并无明显差异，但柞蚕丝素蛋白含有独特的精氨酸-甘氨酰-天冬氨酸(RGD)三肽序列，RGD三肽序列是细胞整合素受体的结合位点，可与哺乳动物细胞特异性结合，RGD三肽序列能够促进哺乳动物细胞与细胞外基质的相互作用，因此柞蚕丝素蛋白与家蚕丝素蛋白相比，能够提供更强的细胞粘附能力。

但是柞蚕丝素蛋白含有大量的聚丙氨酸序列，疏水性强，其形成凝胶后机械性能差，易碎，不能满足现代生物材料的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柞蚕丝素蛋白水凝胶及其制备方法和应用。本发明制备得到的柞蚕丝素蛋白水凝胶生物相容性好、细胞粘附能力强、能够促进细胞增殖，而且具有良好的力学性能、温度响应性和抗菌性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种柞蚕丝素蛋白水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将柞蚕丝素蛋白与季铵盐混合，发生开环加成反应，得到季铵化柞蚕丝素蛋白；

(2)将所述季铵化柞蚕丝素蛋白与N-异丙基丙烯酰胺混合，在引发剂的作用下，发生原位聚合反应，得到柞蚕丝素蛋白水凝胶。

优选地，步骤(1)所述柞蚕丝素蛋白与季铵盐的质量比为(1～3)：(3～5)。

优选地，步骤(1)所述混合的具体方式为：将季铵盐以季铵盐水溶液的形式滴加至柞蚕丝素蛋白中，所述滴加的速度为12滴/min。

优选地，步骤(1)所述混合在pH值为10～11的条件下进行。

优选地，步骤(1)所述开环加成反应的温度为20～30℃，所述开环加成反应的时间为2～3h。

优选地，步骤(2)所述季铵化柞蚕丝素蛋白与N-异丙基丙烯酰胺的质量比为(1～3)：(1～7)。

优选地，步骤(2)所述引发剂包括过硫酸铵和N,N,N',N'-四甲基乙二胺。

优选地，所述原位聚合反应的温度为室温，时间为12～16h。

本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的柞蚕丝素蛋白水凝胶。

本发明还提供了上述技术方案所述柞蚕丝素蛋白水凝胶在医用敷料、细胞培养或药物缓释技术领域中的应用。