[发明专利]一种角蛋白/丝素蛋白复合致密膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种角蛋白/丝素蛋白复合致密膜及其制备方法，特别涉及一种以角蛋白和丝素蛋白为原料，制备柔韧的复合蛋白材料的方法，所制备的材料可应用于口腔种植修复及人造角膜等领域。

背景技术

丝素蛋白是一种天然高分子材料，因其良好的生物相容性、生物降解性、机械性能等特点，在生物医学、化妆品、食品等领域得到越来越广泛的研究与应用。丝素膜在湿润的条件下有很好的溶氧渗透率，有望用于制备人造皮肤等组织修复材料。但由于再生丝素蛋白是水溶性的，且干态下柔韧性较差，所以丝素膜在生物医学领域的应用范围受到很大局限。

为此，人们通过各类研究以提高和改良丝素膜的力学性能：

中国发明专利“再生丝素蛋白膜及其制备方法”(公开号CN101760027A)中，将提纯后的丝素蛋白溶液在PS皿内直接干燥成膜(未对干燥条件提出要求)，干燥方式的温度或湿度条件不可控，难免会造成所得膜的差异性；

中国发明专利“柔韧丝素蛋白膜及其制备方法”(CN1316465A)中，通过加入环氧树脂作为交联剂，制备柔韧性较好且难溶于水的丝素蛋白膜，但交联剂的加入会影响材料的生物相容性。

因此，如何获得一种生物相容性好，具有一定强度和柔韧性、无毒、可生物降解、成形后的膜之间差异性小，能满足生物医学材料要求的角蛋白/丝素蛋白复合致密膜材料是一个亟待解决的课题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种生物相容性好、具有一定强度和柔韧性、无毒、可生物降解，并满足生物医学材料要求的角蛋白/丝素蛋白复合致密膜及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的复合致密膜，是以角蛋白和天然蚕丝为主要材料，添加一定量的增塑剂或增稠剂，所制成的结构致密的透明状蛋白膜。该膜的天然蛋白含量为60～90％，拉伸断裂强度为1～40MPa，断裂伸长率为50～400％，结晶度为5～45％。

本发明所述的角蛋白/丝素蛋白复合致密膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)通过对动物毛羽和蚕丝进行溶解、过滤、透析、浓缩，分别制备角蛋白水溶液和丝素蛋白水溶液；

(2)取相同浓度的角蛋白溶液和丝素蛋白溶液，按一定的体积比例配制混合溶液，加入一定量的增塑剂后，经振荡搅拌均匀；

(3)将步骤(2)得到的混合溶液平铺于一定尺寸的离型纸上，在恒温恒湿箱中放置48h进行干燥成膜。

(4)将步骤(3)得到的角蛋白/丝素蛋白复合致密膜在医用酒精中浸泡0.5～2h，取出用磷酸盐缓冲液洗净风干，即可得到基本不溶的、具有一定柔韧性的复合蛋白膜。

优选的，上述步骤(1)中，所述的角蛋白基质是从天然蛋白纤维中提取得到，所述的天然蛋白纤维优选为人发、羊毛、羊绒、驼毛或兔毛中的一种或几种，蚕丝为桑蚕丝、柞蚕丝、天蚕丝中的一种或几种经过脱胶工序后得到的脱胶丝。

优选的，上述步骤(2)中所采用的角蛋白溶液和丝素蛋白溶液的浓度为1～20％，复合蛋白溶液中丝素蛋白的体积比例为5～95％。

优选的，上述步骤(2)中的增塑剂为丙三醇或聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、聚乙二醇1000、聚乙二醇2000中的一种或几种，且所述增塑剂与复合蛋白溶液的质量比例为1～40％.

优选的，上述步骤(3)中的恒温恒湿条件如下：温度为20～50℃，湿度为30～70％。

优选的，上述步骤(3)中，可通过改变混合溶液的浓度及离型纸的尺寸控制薄膜的厚度，所得复合蛋白膜的厚度在50～200μm。

优选的，上述步骤(4)中所述医用酒精的浓度为70～100％，所述磷酸盐缓冲液为磷酸氢二钠与磷酸二氢钠、或者磷酸氢二钾与磷酸二氢钾的混合溶液，该缓冲液的PH值为7.2～7.4，浓度为5～20mM。

采用上述技术方案后，本发明与背景技术相比具有以下优点和效果：

(1)本发明采用丝素蛋白和角蛋白作为原料，综合了蚕丝强度高和动物毛羽弹性好的双重优势，得到的复合蛋白膜具有优异的机械性能，其断裂强度可高达40MPa，断裂伸长率大于150％；

(2)本发明在成膜过程中采用特定的温度和湿度，避免了膜在成形过程中由于外界条件改变而造成的差异，因此提高了成膜实验的重复性，相关测试结果更有说服力；

(3)本发明所采用的原料均为天然蛋白质，具有优异的生物相容性，无毒无刺激，可临床应用；且所述的加工方法简单有效，适合产业化应用。