[发明专利]一种基于MXene增强的丝素蛋白伤口敷料的制备方法

说明书

本发明涉及组织工程、生物医用材料技术领域，公开了一种基于MXene增强的丝素蛋白伤口敷料的制备方法，包括制备再生丝素蛋白水溶液；再生丝素蛋白水溶液与MXene分散液共混，将混合溶液浓缩至一定浓度；利用静电纺丝和冷冻干燥方法，制备成二维丝素蛋白/MXene复合纤维支架和三维多孔支架；制备乙醇/姜黄素溶液；将纤维支架和多孔支架浸渍在乙醇/姜黄素溶液中后处理，取出干燥，并重复1~10次。本发明结合丝素蛋白和MXene材料各自的优点和特性，提出采用MXene材料作为增强填料改性丝素蛋白材料的新思路，旨在提高纯丝素蛋白材料的力学和电学性能，并构建一种具有生物相容性和抗菌消炎作用的组织工程支架。

技术领域

本发明涉及组织工程、生物医用材料技术领域，具体涉及一种基于MXene增强的丝素蛋白伤口敷料的制备方法。

背景技术

再生丝素蛋白(RSF)是一种来源于天然蚕丝的高分子材料，其具有优异的生物相容性和降解性，并且其结构类似于Ⅰ型胶原蛋白。研究发现RSF具有促进伤口愈合和皮肤再生的作用，并且RSF具有较好的加工性，可被加工成各种形式的材料，如薄膜，纤维，凝胶和多孔海绵支架等，因此其在皮肤修复和人工皮肤等方向上具有良好的应用前景。然而，对于单相RSF支架材料而言，其力学性能仍有待进一步提高。另外，根据最新研究发现，电疗敷料可以通过人体运动产生的电流加速伤口愈合，其修复速度惊人。因此，提高RSF支架材料的力学和电性能将会对开发RSF敷料具有重要意义。

过渡金属碳/氮化物(MXene)材料是一种兼具优异力学、电学和亲水性的新兴二维材料，其外形如同片片相叠的薯片，每一层表面上含有丰富的化学元素和表面官能团(氧、氟、羟基等官能团)，能与聚合物之间具有良好的界面相互作用。MXene材料内部结构中M-X价键具有较强的结合能，这赋予了其优异的力学性能，并且MXene材料展现出了类似石墨烯的高比表面积、高电导率的特点。近日研究者采用MXene和纤维素纳米晶协同增强聚乙烯醇(PVA)纳米纤维，结果表明MXene材料的加入显著改善了PVA的力学性能。同时也有研究将MXene作为填料掺入PVA水凝胶中，结果显示MXene材料不仅增强了水凝胶的电性能，而且可以改善其自愈性，达到了同时实现对PVA材料结构和性能的调控。

结合RSF和MXene材料各自的优点和特性，可选择MXene作为填料加入RSF基体中以制备力学和电性能优异的复合组织工程支架。在众多加工方法中，静电纺丝和冷冻干燥是制备二维和三维组织工程支架的代表性制备方法，其中前者所制备的支架具有独特的纳米纤维结构，大的表面积和高孔隙率，后者技术操作简单、成本低、可批量生产，并可通过调控时间和浓度等因素实现调控支架孔隙和孔大小。鉴于此，通过借助上述两种技术，开发出一种可以作为伤口敷料的RSF/MXene新型复合组织工程支架。

发明内容

发明目的与技术方案：本发明为了解决传统敷料力学和电性能差的问题，提供一种基于MXene增强的丝素蛋白伤口敷料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：将剥开的蚕茧进行脱胶、溶解、透析和过滤后，制备两份一定浓度的再生丝素蛋白水溶液；

步骤2：将步骤1所述两份再生丝素蛋白水溶液分别与MXene分散液进行共混，使所述MXene与所述丝素蛋白质量比控制在1：20～200，混合均匀后，分别将其浓缩至丝素蛋白一定浓度；

步骤3：对步骤2所得两种混合溶液分别利用静电纺丝和冷冻干燥方法，将上述两份混合溶液制备成二维丝素蛋白/MXene复合纤维支架和三维多孔支架；

步骤4：采用乙醇水溶液溶解姜黄素，制备姜黄素浓度为0.5～5mg/ml的乙醇/姜黄素溶液；

步骤5：将步骤3所得纤维支架和多孔支架浸渍在所述步骤4中乙醇/姜黄素溶液中进行后处理，浸泡时间为30～45min，之后取出干燥，并重复本步骤1～10次。

进一步地，所述步骤2中MXene为碳化钛材料，所述MXene分散液的浓度为0.5～5mg/ml。