[发明专利]一种丝素/聚乳酸复合微孔膜材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种丝素/聚乳酸复合微孔膜材料及其制备方法和应用。本发明将天然的丝素蛋白材料与高分子聚乳酸材料按一定比例复合，并使用固态无溶剂气体发泡法制备出了结构和力学性能可控的具有一定孔隙率的不同混合比例的丝素/聚乳酸复合微孔膜。本发明中丝素/聚乳酸复合微孔膜材料的制备方法，具有无毒、无残留、操作简便等优点，微孔制备过程中还避免了传统支架制备方法中用到的有机溶剂或高温；且可根据发泡气体的压力，灵活地调控复合微孔膜材料的孔径和孔隙率及其热稳定性和力学性能。本发明制备可获得安全无毒可降解的复合微孔膜材料，可用于组织工程，例如皮肤敷料，人造血管，骨支架等。

技术领域

本发明属于高分子材料的加工方法领域，具体涉及丝素/聚乳酸复合微孔膜材料的及其制备方法和应用，尤其是在复合微孔膜的制备处理方法上，体现出了有机溶剂残留少、安全、简单的特点，同时该方法可以调控复合膜的孔径及孔隙率、热稳定性和力学性能等。本发明适用于组织工程、生物医药、食品等领域的研究与应用。

背景技术

中国是蚕丝的主要生产国，蚕丝产量占世界产量的70％以上。丝素蛋白是蚕丝中的主要成分，丝素蛋白不仅具有良好的生物相容性和降解性能，还有易加工修饰、降解产物无毒，以及优异的物理机械性能等特点，因而成为理想的生物医用材料，受到国内外的广泛研究。然而，再生蚕丝丝素的力学等性能大大降低。如果将再生蚕丝丝素与合成高分子材料有机地结合，可以获得优良的物理、化学和机械性能，例如：物理形态、降解速率、拉伸强度等。聚乳酸(PLA)，它是绿色的合成高分子材料，是一种由可再生玉米淀粉、薯片和甘蔗等衍生而成的热塑性脂肪族聚酯，聚乳酸有四种结构形式:左旋聚乳酸(PLLA)、右旋聚乳酸(PDLA)、外消旋聚乳酸(PDLLA)和非旋光性聚乳酸(Meso-PLA)，其中，前两者属于半结晶聚合物，后两者属于无定形聚合物。聚乳酸具有很好机械性能和可生物降解性，是美国食品药品管理局(Food and Drug Administration FDA)认可的可用于人体的生物医用材料之一。同时它还具有一定的力学强度，易加工成型等优点，用途十分广泛，但由于其疏水性和缺少细胞识别位点等不足，极大的限制了其在生物医药，组织工程等领域的应用。

目前，微孔支架材料制备技术一般采用静电纺丝法、热致相分离法、溶剂浇铸法、纤维粘结法、气体发泡法等。但这些方法制得的支架材料存在有不足之处，例如静电纺丝法的孔径过小，不适合细胞的附着。热致相分离法由于过程中需要用到较多有机溶剂而不适宜在组织工程中应用。溶剂浇铸法得到的支架材料较薄。纤维粘结法要求使用的两种聚合物在高温和有机溶剂中不相容，且支架中残留的有机溶剂可能会损害细胞和器官，等等。

以上这些支架材料制备方法使用的有机溶剂较多，大大降低了支架材料的生物活性，限制了其在组织工程方面的应用。因此，需要寻找一种制备过程中较少使用有机溶剂，安全高效、环境友好的制备方法。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种丝素/聚乳酸复合微孔膜材料的及其制备方法和应用。本发明采用全新的一种丝素/聚乳酸复合微孔膜材料及其制备方法，本发明中丝素/聚乳酸复合微孔膜材料的制备方法具有无毒、无残留、操作简便等优点，微孔制备过程中还避免了传统支架制备方法中用到的有机溶剂或高温；且可根据发泡气体的压力，灵活地调控复合微孔膜材料的孔径和孔隙率及其热稳定性和力学性能。

本发明的制备方法简单高效，绿色环保；可以通过压力的高低来调控丝素/聚乳酸材料的形态、结构和力学性能。因此，本发明可为高分子材料在食品、化工和生物医学等领域的应用提供新方法和思路，为复合支架材料的研发和应用打下基础。

技术方案：为实现上述发明目的，如本发明所述一种丝素/聚乳酸复合微孔膜材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将剪碎的桑蚕茧放置在碳酸氢钠沸水溶液中进行脱胶处理得到脱胶桑蚕丝，将脱胶后得到的桑蚕丝用去离子水洗涤2-3次，将洗好的脱胶桑蚕丝自然风干；

(2)将步骤(1)中风干好的脱胶桑蚕丝放入氯化钙-甲酸溶液，机械震荡，形成丝素蛋白溶液；