[发明专利]一种高回弹丝素蛋白气凝胶

说明书

本发明公开了一种高回弹丝素蛋白气凝胶，通过如下步骤制备得到：将丝素蛋白水溶液和糖类小分子物质的水溶液混合得到混合溶液，将所述混合溶液进行剪切后冷冻干燥，得到所述高回弹丝素蛋白气凝胶。本发明中制备得到的丝素蛋白气凝胶具有三维气泡结构，内部含有大量封闭空气，不与外界连通，在压缩率为50％时的压缩回弹率高达50％～75％。此外，该气凝胶还具有低密度、高孔隙率、良好的生物相容性以及可降解性等特点，可用于医用敷料、组织修复等方面，可以为细胞生长、粘附和增殖提供良好的生物环境，该气凝胶也可用作组织培养支架。

本申请是申请日为2019年1月31日、申请号为2019101001362、发明名称为“高回弹丝素蛋白气凝胶及其制备方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及丝素蛋白气凝胶技术领域，具体涉及一种具有三维气泡结构的高回弹丝素蛋白气凝胶。

背景技术

气凝胶材料是一种用气体代替凝胶中液体且具有稳定三维网络结构的特殊凝胶。气凝胶的密度约为0.003～0.5g/cm³，密度最低可至0.001g/cm³，是目前世界上最轻的固体材料，有“固体烟雾”之称。气凝胶内部的纳米空洞结构赋予其低热导率、低电阻率、低折射系数等优点，使气凝胶在吸附材料、隔热保温材料、高性能电容器方面有广阔的应用前景。

按照原料来源通常将气凝胶分为无机气凝胶、有机聚合物气凝胶和纤维素气凝胶三类。无机气凝胶和有机聚合物气凝胶一直受到关注，其制备方法不断更新，使用原料也不断优化，得到了广泛的应用。但上述无机气凝胶和有机聚合物气凝胶难以生物降解，生物相容性较差，限制了其应用推广。另一方面，由于纤维素气凝胶具有资源丰富且无毒可再生的优点，近几年来研究热度持续升温。

目前纤维素气凝胶的制备方法主要是分以下两步进行：首先是水凝胶的制备，然后通过超临界干燥或冷冻干燥等方法将凝胶中的水置换出来得到气凝胶。但这种方法得到的气凝胶存在强度不高、易坍塌等问题，因此亟需研究一种高强度的气凝胶材料。

丝素蛋白是从蚕丝中提取的天然高分子纤维蛋白，含量约占蚕丝70％～80％，含有18种氨基酸。丝素本身具有良好的机械性能和理化性质，如良好生物相容性和可降解性、低免疫原性、缓释性等，而且经过不同处理可以得到不同的形态，如纤维、溶液、粉、膜以及凝胶，在生物材料领域得到广泛的应用。

目前丝素气凝胶的研究相对较少，有如中国专利申请号201610199399.X，名称为“一种复合天然高分子凝胶类材料”的发明专利中公开了以利用采用环糊精/反应性高分子的超分子包合物作为交联剂，使凝胶形成部分化学交联，并经超临界干燥得到高强度的气凝胶，但是该气凝胶制作过程繁琐，且引入的交联剂对人体和环境有害。又如中国专利申请号201610526187.8，名称为“一种丝素蛋白气凝胶的制备方法”的发明专利中制备得到的气凝胶压缩时易破裂、回弹性差，大大限制了丝素蛋白气凝胶的应用范围。

发明内容

有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种高回弹丝素蛋白气凝胶。

为达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：

一种高回弹丝素蛋白气凝胶的制备方法，以家蚕茧壳为原料，包括以下步骤：向丝素蛋白水溶液中加入糖类小分子物质，混匀后制成混合溶液；将所述混合溶液倒入容器后，用搅拌器对所述混合溶液进行高速剪切，所述混合溶液转变为泡沫状，将所述泡沫状的混合溶液倒入模具中进行冷冻干燥，获得丝素蛋白气凝胶。

在一些实施例中，具体包括以下步骤：

(1)将蚕茧放入微沸(100℃)的0.01MpH＝9.5的碳酸氢钠/碳酸钠缓冲溶液中保持30min后，取出茧丝并用去离子水清洗干净，重复以上试验三次，以脱去茧壳中的丝胶，并经溴化锂溶解、透析后获得纯丝素蛋白溶液，将所述纯丝素蛋白溶液用去离子水稀释成所述丝素蛋白水溶液；所述丝素蛋白水溶液的浓度为30mg/mL～60mg/mL；