[发明专利]基于丝素蛋白的C-SF-FA柔性导电薄膜和可穿戴式伤口监测传感器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于丝素蛋白的C‑SF‑FA柔性导电薄膜和由其制作的监测传感器：1)蚕丝脱胶，溶于盐‑甲酸体系，得丝素溶液，干燥得丝素蛋白，去离子水浸泡丝素蛋白，干燥得到的丝素蛋白再次溶于甲酸得到SF‑FA电纺溶液；2)将多巴胺溶于水中，加碳纳米管后得到DA‑CNT溶液；3)通过静电纺丝将SF‑FA电纺溶液制作成柔性薄膜，在静电纺丝过程中将DA‑CNT溶液分多次喷涂到薄膜上；将薄膜晾干得到C‑SF‑FA导电薄膜；4)将DA与CNT加入到碱性溶液溶液中得到PDA‑CNT溶液，将C‑SF‑FA导电薄膜置于PDA‑CNT中浸泡，清洗干燥，浸泡到乙醇或甲醇溶液中，干燥即得C‑SF‑FA柔性导电薄膜。

技术领域

本发明涉及生物材料技术领域，具体涉及一种基于丝素蛋白的C-SF-FA柔性导电薄膜和可穿戴式伤口监测传感器及其制备方法。

背景技术

皮肤是人类免疫的第一道屏障，在守护人们的健康上起着举足轻重的作用。当皮肤受到不可修复的伤害时，将会对人体的免息系统造成极大的影响。慢性伤口是一种较为常见的皮肤损伤，对于较为轻微的烧伤，皮肤会进行有序的修复，但当伤口面积过大过深时，病人自身的愈合能力将不足以修复，这将会对病人的生命造成威胁。因此，针对慢性伤口的处理与监测得到了全球各国广泛的关注。

伤口的愈合是一个连续又重叠的动态过程，整个过程包括了三个阶段：炎症期，增殖期和重塑期。炎症期主要是负责启动免疫反应来发出伤口修复的各种信号；增殖期则是根据信号进行各种关键细胞的迁移，从而使伤口闭合以及血管重建；重塑期是肌成纤维细胞和创面瘢痕逐渐形成的时期。因为整个愈合过程极为复杂，如果处理不当将会造成愈合过程的重复以及伤口感染，从而加剧了炎症反应。所以，对于伤口的监测显得尤为重要。

为了在预防伤口感染，人们已经将多种指标作为监测伤口愈合的观测目标，例如蛋白酶，湿度，温度以及血氧水平等。伤口的湿度平衡是公认的关键性因素。任何伤口的愈合都与湿度相关，干燥的环境不利于伤口的愈合，过于潮湿也会增加伤口感染的风险。所以，医护人员需要实时的对伤口湿度进行监测。现如今已经研发出一些湿度传感器，但是这类传感器存在着不少的缺点，例如生物相容性差，透气性差以及数据实时性较差等。近年来，由于各类生物材料的高速发展，使得设计一种具有优良生物相容性以及高导电性的伤口实时监控传感器成为了可能。

蚕丝是一种常见的纯天然的生物有机材料。由于其具有良好的生物相容性以及机械性能，近几年来对于蚕丝的关注越来越高。丝素蛋白(SF)在蚕丝中占了70％的比重，是最主要的蛋白质。已经有研究表明丝素蛋白不会持续性的引起炎症反应，所以它在软骨细胞培养，骨组织支架以及抗菌敷料等方面起到了巨大的作用。同时，它优异的物理性能使它不仅可以作为添加剂添加到材料中来增强材料的机械性能，还可以制作成薄膜，水凝胶以及纤维等支架。

在纳米填料中，碳纳米管(CNT)具有显著的提高纳米复合材料性能的优点，是制备高质量纳米复合材料的理想材料。碳纳米管含有里迪直径(1-100nm)和大长度(1-10μm)的石墨层，产生较大的比表面积。此外，碳纳米管的拉伸模量为1000GPa，强度为10-50GPa。此外，超导电CNT(105-106S/m)在绝缘基体中引入所需的导电性。因此，CNT具有优异的物理、力学和导电性能，是一种很有前途的填充材料。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种具有优异的电学和力学性能和生物相容性的基于丝素蛋白的C-SF-FA柔性导电薄膜及其制备方法。

本发明为了实现其目的，采用的技术方案是：

一种基于丝素蛋白的C-SF-FA柔性导电薄膜的制备方法，包括如下步骤：

1)将蚕茧丝脱胶，将脱胶丝干燥后溶解于盐-甲酸溶解体系，溶解后得到丝素溶液，再将得到的丝素溶液干燥得到丝素蛋白，用去离子水浸泡丝素蛋白去除盐和甲酸，干燥后得到的丝素蛋白再次溶于甲酸得到SF-FA电纺溶液；