[发明专利]一种蛋清生物塑料、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种蛋清生物塑料、制备方法及其应用。将蛋清液进行高速剪切和离心纯化处理后的均质蛋清液置于模具中，经热处理制成蛋清水凝胶，脱水干燥形成透明的蛋清凝胶玻璃，再经高温处理制成一种水不溶、半透明、柔软、弹性、机械性能良好的蛋清生物塑料，其湿态拉伸强度达到5.0 MPa，断裂伸长率可达到93%，溶胀率可达到85%；在蛋清生物塑料上人L929细胞可着生和良好生长。本发明通过绿色的加工工艺将蛋清蛋白加工成一种新颖的蛋清生物材料，在可穿戴电子器件、医用3D组织工程材料如筋键、软组织、人工皮肤、体内植入物等，具有潜在的应用。

技术领域

本发明属于生物材料技术领域，具体涉及一种蛋清生物塑料、制备方法及应用。

技术背景

蛋白质基生物材料由于蛋白多级结构的存在，往往具有柔韧性好、生物相容性较优等特性，但蛋白基生物材料也存在明显的不足，如机械强度较低、热封性能差等。所以，具有出色的机械强度和功能特性的蛋白质基生物材料的开发仍是生物材料科学的热点。目前受到广泛重视的是那些纤维蛋白，例如弹性蛋白、角蛋白、胶原蛋白、蚕丝和蜘蛛丝蛋白，被广泛用于制造材料，而水溶性球状蛋白则较少重视。

蛋清蛋白作为人类最常食用的一类富含营养的食品，是一种水溶性的球状蛋白的混合物，它主要由54%卵白蛋白、12%卵转铁蛋白、11%卵类粘蛋白、3.4%溶菌酶、3.5%卵粘蛋白等多种蛋白组成。蛋清蛋白因具有多种良好的性能如起泡、乳化、热定型、胶凝化等特性，在食品工业上应用很广泛。但是作为可食用包装膜、可穿戴电子产品、药物缓释载体、生物材料特别是医用组织工程材料等加以研究和开发利用还刚刚起步。

在本发明作出之前，中国发明专利CN110437626A公开了一种蛋清蛋白-卡拉胶复合膜及其制备方法和应用，其技术方案是将κ-卡拉胶水溶液边搅拌边与蛋清和甘油混合，于60℃水浴加热30 min就可制成一种蛋清-卡拉胶甘油复合膜，它的抗拉强度21.5 MPa，断裂延长率12%。这种蛋清复合膜可以替代普通塑料膜，大大地拓展了可食膜的应用范围。应用于食品包装能被人们广泛的接受，不仅可食用而且能够在自然条件下降解，还能提高可食膜包装的营养价值。

中国发明专利CN105296417B公开了一种新型改性蛋清细胞培养支架材料的制备方法及应用，以甲基丙烯酸缩水甘油酯和水性环氧树脂混合体作为接枝单体，进行蛋清接枝共聚的改性而制备一种木材胶黏剂，主要具有不含甲醛、良好耐水性、制备成本低廉等的优点。

中国发明专利CN108084466A公开了一种基于蛋清和甲基丙烯酸衍生化聚合物的复合膜及其在培养干细胞方面的应用，通过京尼平交联剂的改性制备的蛋清支架材料硬度可控，其所形成的皱褶和孔洞利于细胞的黏附生长。当30%～70%蛋清和甲基丙烯酸衍生化聚合物合成的一种复合膜可用于干细胞的培养。该复合膜的弹性模量为0.5～1000 MPa，断裂时压缩率为25%～90%，呈均匀的孔状结构，有着良好的力学性能和生物学性能，更为适宜干细胞的黏附生长与增殖。

中国发明专利CN106309383A公开了一种基于蛋清的药物微载体及其制备方法，通过微流控装置乳化含有药物的蛋清溶液获得蛋清液滴模板，再利用化学或物理方法将模板固化获得一种新的蛋清药物微载体。在体内这种载体可被蛋白酶降解，同时实现药物的缓释，所以，蛋清是制备药物微载体的理想材料。

中国发明专利CN109395080A公开了一种多功能蛋清蛋白凝胶及其制备方法，利用磁力搅拌使盐酸多巴胺粉末完全溶解于蛋清溶液中，直至发生自聚合而变黑生成一种新的光热材料聚多巴胺，然后将化疗药物分散于这种混合溶液中，加热凝固，得到负载有光热材料和化疗药物的蛋清凝胶。这种多功能蛋清凝胶具有优越的光热转化能力、计算机断层扫描成像和光声成像能力，能有效地控制化疗药物的释放。