[发明专利]一种丝素丝胶蛋白复合膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种丝素丝胶蛋白复合膜的制备方法，包括以下步骤：A)将蚕丝置于温水中进行预处理，再置于65～95℃的水中处理，干燥，得到初处理的蚕丝；B)将所述初处理的蚕丝在中性盐溶液中处理，将得到的丝素丝胶蛋白复合溶解液再纯化，得到丝素丝胶蛋白复合溶液；C)将所述丝素丝胶蛋白复合溶液浓缩后成膜，将得到的初始复合膜置于小分子一元醇中处理，再清洗干燥，得到丝素丝胶蛋白复合膜。本申请采用温和脱胶、一步溶解法制备了丝素丝胶蛋白复合溶液，利用该种丝素丝胶蛋白复合溶液制备得到的复合膜具有高强高韧性，解决了硬脑膜、硬脊膜等硬组织修复的天然生物聚合物来源的组织修复材料力学性能不足的卡脖子技术难题。

技术领域

本发明涉及生物医用材料技术领域，尤其涉及一种丝素丝胶蛋白复合膜及其制备方法。

背景技术

天然硬脑膜、硬脊膜结构是一种较为坚固的结缔组织薄膜，目前应用的硬脑膜、硬脊膜修补材料有来自于自体组织、同种异体、异种生物材料和人工合成材料等，以进口产品为主，价格昂贵。自体组织、同种异体移植治疗效果最佳，但存在来源有限、对供区破坏及并发症等诸多因素的严重制约。国内临床上常使用异种生物材料牛心包、羊心包、猪腹膜、肠系膜等代替，来源广泛、价格低廉，但因处理异种抗原蛋白会残留一定的毒性，阻止细胞长入。

20世纪90年代提出了组织工程概念，随后组织工程支架材料的研究得到了快速的发展。人工硬脑膜、硬脊膜应具有光滑的表面、优异的强度、韧性和致密性以及优异的生物相容性。合成高分子材料具有来源广、物化性质可调控、优异加工成型性等优点，如膨体聚四氟乙烯、聚己内酯等多种合成高分子，但材料缺乏生物活性，细胞相容性较差，不降解或降解产物影响组织微环境。天然高分子由于具有优异的生物活性，在组织工程材料研究中广受青睐，如胶原、壳聚糖、丝蛋白等已用于硬组织的构建研究。但大多数材料的力学性能很差，作为硬组织移植物的应用研究还存在巨大挑战。

与其它天然高分子尤其是蛋白质高分子不同的是：蚕丝由丝素纤维(重量占比70～80％)和外覆的丝胶蛋白(重量占比20～30％)组成，组成独特，蛋白纯度很高，制备方法可以比较简单温和，即可以控制对蚕丝蛋白大分子较小的破坏，不像胶原蛋白等天然高分子纯化复杂、分子量小且分布散、易变性等。丝素蛋白大分子由6条约390kDa的重链和6条约26kDa轻链以二硫键连接，再与另一种约25kDa的糖蛋白/P25疏水作用结合，其中重链具有形成致密结构、高性能材料的序列结构基础。丝胶蛋白的分子量也比较大，丝胶蛋白有9种之多，涉川明朗从组织学角度指出丝胶蛋白分外中内三层，小松计一提出外覆丝胶蛋白由外及内存在4种，即丝胶I、丝胶II、丝胶III和丝胶IV，且由外及内溶解性能越来越低，β构象增加。

丝素蛋白和丝胶蛋白具有优异的细胞相容性、血液相容性和组织相容性以及可控成型，作为组织工程支架材料已在皮肤、血管、骨等组织工程应用中开展了广泛研究。再生丝素蛋白溶液都以强碱弱酸盐或酶脱胶盐溶解获得，这些方法造成了丝素蛋白大分子的破坏；再生丝胶蛋白溶液主要来源于蚕茧，两种溶液一般独立分离制备。如CN02138129.1公开了一种丝素丝胶蛋白复合组织工程支架的制备，复合材料采用预先制备好的再生丝素蛋白与再生丝胶蛋白按比例进行混合再制备而成，其中丝素纤维的脱胶方法采用了强碱弱酸盐溶剂，丝胶蛋白提取的是蚕茧茧丝外覆丝胶的较外层的部分。又如CN201510353363.8公开了一种含丝素蛋白和丝胶蛋白的骨组织工程支架材料及其制备方法，也是分步分别获得再生丝素蛋白与再生丝胶蛋白后再加以混合制备支架材料，其中丝素蛋白的制备没有公开具体工艺条件，丝胶蛋白的获得来自于蚕茧，并经醇等有机溶剂处理。另外，如CN201010288275.1和CN201410651322.2公开的丝素膜的制备，其中丝素纤维的脱胶也采用了强碱弱酸盐脱胶方法。

上述研究的再生蚕丝(丝素、丝胶)蛋白膜同样力学性能较差，难以满足硬脑膜、硬脊膜等硬组织替换的要求，问题的关键是现有的脱胶方法和抽提方法对丝素蛋白和丝胶蛋白大分子结构破坏较大，而高分子的聚合度(分子量)是决定高分子性能的极其重要的内在因素。

发明内容