[发明专利]丝素微纳米纤维微球及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种丝素微纳米纤维微球及其制备方法与应用。本发明使用CaCl₂/乙醇/H₂O混合溶液对丝素纤维进行热湿处理，经物理‑机械分纤作用制备了丝素微纳米纤维悬浮液；将制得的丝素微纳米纤维悬浮液与多糖溶液共混后，再进行交联反应，经静电喷射和冷冻干燥处理后，即得到丝素微纳米纤维微球。通过上述方式，本发明能够在保留丝素原纤优异力学性能的同时制备丝素微纳米纤维，并使其在交联反应下与多糖分子间形成共价键，大幅提升制得的丝素微纳米纤维微球的吸水率和形态稳定性，并使其具有较大的比表面积和丰富的孔结构，有利于细胞在微球表面进行粘附与增殖。且该微球的整体制备过程简单、易调控、成本低，具有较高的应用价值。

技术领域

本发明涉及生物材料技术领域，尤其涉及一种丝素微纳米纤维微球及其制备方法与应用。

背景技术

高分子微球是指直径在纳米级至微米级，形状为球形的高分子材料或高分子复合材料。不同粒径和形貌的高分子微球具有不同的功能，其在生物医学领域被广泛用作药物缓释或运载的载体。目前，国内外关于微球的制备方法有很多种，不同的制备方法可获得从几十纳米到几百微米不等的微球，且各类微球的性能和应用也有一定差异，如载药率、药物释放速度等，如何改进现有的制备方法以使制得的微球具有所需性能，仍是当前的研究重点。

丝素蛋白是从蚕丝中提取的一种天然蛋白质纤维，其具有优异的机械性能、可加工性能、生物相容性和生物降解性。在过去的几十年中，丝素蛋白在组织工程、药物缓释等领域受到了广泛的关注，已经被用来开发成纤维、薄膜、支架、微球等形式的产品。例如，公开号为CN103965310A的专利提供了一种制备丝素微球的自组装方法，得到了粒径可控的丝蛋白微球，可用于载药微系统和细胞摄取等领域；公开号为CN103341175A的专利提供了一种可作为药物释缓载体丝素微球的制备方法，目标药物可随着丝素微球的降解缓慢释放；公开号为CN104592375A的专利提供了一种用聚乙二醇制备丝素微球的方法，可运用于临床。

上述专利都是基于再生丝素蛋白进行微球制备，这样的制备方法目前已经比较成熟，在材料和生物领域应用广泛。然而，蚕丝在经过脱胶、溶解、再次成型后，其内部的取向度会严重降低，分子量减小，不宜长时间保存；且其天然层级结构被破坏，也将导致它的力学性能大幅度降低。此外，在可持续发展的背景下，其复杂的再生过程和不可避免的有机溶剂的使用，造成再生丝素蛋白材料的发展面临巨大的挑战。目前，多数以再生丝素蛋白为原料制备的丝素微球普遍存在机械性能较差、粒径难以控制、有害化学试剂残留以及比表面积低等问题。

为了保持天然蚕丝优异的机械性能，公开号为CN110483830A的专利提供了一种超轻高弹丝素微纳米纤维气凝胶及其制备方法与应用，该专利通过使用三元溶液溶胀丝素，消除了丝素原纤间的内应力，从而在保留丝素原有力学性能的同时为其提供微纳米纤维的尺寸效应优势。然而，该专利提供的方法目前仅被用于制备应用在绝热和环境过滤领域的气凝胶，如何对该方法进行改进，以制备可用作生物材料的丝素微纳米纤维微球，仍是当前亟待解决的问题。

有鉴于此，有必要设计一种改进的丝素微纳米纤维微球的制备方法，以解决上述问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种丝素微纳米纤维微球及其制备方法与应用。通过使用CaCl₂/乙醇/H₂O混合溶液热湿处理丝素，消除丝素纳米原纤间的内应力，再加以适当的物理机械作用分纤，从而在保留丝素原纤优异的力学性能的同时制备丝素微纳米纤维；并通过将制得的丝素微纳米纤维与多糖溶液共混，经交联反应后，利用静电喷射法得到不溶于水且具有稳定孔结构的丝素微纳米纤维微球；且该微球具有吸水率大、比表面积大和生物相容性好等优点，可应用于细胞培养领域。

为实现上述目的，本发明提供了一种丝素微纳米纤维微球的制备方法，包括如下步骤：

S1、制备丝素微纳米纤维悬浮液备用；

S2、制备多糖溶液备用；