[发明专利]一种多元聚合丝素蛋白水凝胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于水凝胶领域，涉及一种水凝胶及其制备方法，具体是涉及一种多元聚合丝素蛋白水凝胶及其制备方法。 

背景技术

凝胶是指溶胀的三维网状结构高分子。即聚合物分子间相互连结，形成空间网状结构，而在网状结构的孔隙中又填充了液体介质。药用的凝胶大部分是水凝胶（hydrogel），它们通过制剂的形式进入体内后吸收体液自发形成。水凝胶是指一种在水中能显著溶胀、保持大量水分的亲水性凝胶，为三维网络结构，多数水凝胶网络中可容纳高分子本身重量的数倍至数百倍的水，它不同于疏水性的高分子网络如聚乳酸和聚乙醇酸（只有有限的吸水能力，吸水量不到10%）。水凝胶中的水有两种存在状态。靠近网络的水与网络有很强的作用力，这种水在极低温度下又有冻结的和不冻结之分，而离网络比较远的水与普通水性质相似称为自由水。 

单独的丝素蛋白构成的水凝胶和膜存在一些缺陷，纯丝素蛋白凝胶和膜的稳定性和强度主要取决于其结构和分子间氢键，但其中这两者含量并不多，使结晶区相对较少，使其在某些应用中受到限制。例如纯丝素膜在含水量极低时易于破碎，在低湿环境应用时强度不够；结晶区偏少也会导致丝素膜在溶液中的溶失率较高。 

  

发明内容

要解决的技术问题：目前多数由丝素蛋白构成的水凝胶中丝素蛋白含量过高，一定程度上限制了水凝胶的物理性能，如断裂伸长率较低、拉伸强度较低等，进而影响了丝素蛋白水凝胶的应用前景。 

技术方案：针对上述问题，本发明公开了一种多元聚合丝素蛋白水凝胶及其制备方法，所述的多元聚合丝素蛋白水凝胶由下述成分按重量百分比组成：丝素蛋白为3.5wt%～5.0wt%、葡聚糖为0.5wt%～1.3wt%、ε-己内酯为0.2wt%～0.6wt%、羧甲基纤维素为0.7wt%～1.3wt%、鱼皮蛋白为0.4wt%～0.9wt%、余量为水。 

所述的一种多元聚合丝素蛋白水凝胶，由下述成分按重量百分比组成：丝素蛋白为3.9wt%、葡聚糖为1.0wt%、ε-己内酯为0.4wt%、羧甲基纤维素为0.9wt%、鱼皮蛋白为0.7wt%、余量为水。 

一种多元聚合丝素蛋白水凝胶的制备方法，所述的制备方法步骤如下： 

（1）把蚕茧放入60℃的0.5wt%的Na₂CO₃溶液中，Na₂CO₃溶液重量为蚕茧重量的20～30倍，用磁力搅拌器进行磁力搅拌45min，再将丝素蛋白溶液进行过滤除胶，再将丝素蛋白用纯水清洗，再将脱胶后的蚕茧进行冷冻干燥，冷冻干燥温度为-20℃，冷冻干燥时间为20h；干燥后再将丝素蛋白用20wt%的CaCl₂溶液R溶解后进行透析，透析袋分子量为8000～11000，透析袋外为纯水，透析时间为36h～60h，定期更换透析袋外纯水，透析结束后，将丝素蛋白水溶液进行冷冻干燥得到丝素蛋白；

（2）取鳕鱼皮，将鳕鱼片用柠檬酸溶液浸泡20h，浸泡后用热水进行浸提，浸提温度为70℃，热水重量为鳕鱼皮重量的5倍，搅拌浸提3h，浸提后离心，把上清液进行真空薄膜浓缩，得到鱼皮蛋白；

（3）称取丝素蛋白、葡聚糖、ε-己内酯、羧甲基纤维素、鱼皮蛋白，将上述的水凝胶成分在容器中进行高温搅拌，温度为60℃-70℃，搅拌至所有成分物理聚合成为凝胶时停止，得到的水凝胶中丝素蛋白为3.5wt%～5.0wt%、葡聚糖为0.5wt%～1.3wt%、ε-己内酯为0.2wt%～0.6wt%、羧甲基纤维素为0.7wt%～1.3wt%、鱼皮蛋白为0.4wt%～0.9wt%、余量为水。

所述的一种多元聚合丝素蛋白水凝胶的制备方法中透析袋分子量为8000。 

所述的一种多元聚合丝素蛋白水凝胶的制备方法中步骤（3）中温度为65℃。 

所述的一种多元聚合丝素蛋白水凝胶的制备方法中步骤（3）搅拌后得到的水凝胶中丝素蛋白为3.9wt%、葡聚糖为1.0wt%、ε-己内酯为0.4wt%、羧甲基纤维素为0.9wt%、鱼皮蛋白为0.7wt%、余量为水。 

有益效果：在丝素蛋白的基础上，本发明的多元聚合死苏蛋白水凝胶的组成成分中加入了鱼皮蛋白、葡聚糖、ε-己内酯、羧甲基纤维素，有效的提高了制备得到的多元聚合丝素蛋白水凝胶的溶胀率和断裂伸长率。制备的多元聚合丝素蛋白水凝胶的拉伸强度为32.5MPa至37.8MPa，断裂伸长率为37%至45%。 

  

具体实施方式