[发明专利]一种光固化丝素蛋白水凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种光固化丝素蛋白水凝胶及其制备方法，以丝素蛋白水溶液为原料，在丝素蛋白水溶液中加入核黄素和辣根过氧化物酶，在紫外光照射、室温条件下，持续通入氧气，诱导丝素蛋白大分子中的基团产生化学交联，从而凝胶化，获得光固化水凝胶。本发明提供的光固化水凝胶中的丝素蛋白主要以无规卷曲为主，具有高透光性、高压缩强度以及高回弹性能，可用于组织修复材料。

技术领域

本发明涉及一种水凝胶材料，特别涉及一种光固化丝素蛋白水凝胶及其制备方法。

背景技术

丝素蛋白，是从蚕丝中提取的天然高分子纤维蛋白，含量约占蚕丝的70%～80%，含有18种氨基酸，其中甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)和丝氨酸(Ser)约占总组成的80%以上。丝素本身具有良好的机械性能和理化性质，如良好的柔韧性和抗拉伸强度、透气透湿性、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、膜以及凝胶等。

水凝胶，是再生丝素的一种重要表现形式，具有高含水量和高度交联的空间网络结构，独特的理化性质和对细胞和小分子优异的透过性和扩散性。因此，以丝素蛋白水凝胶为原料的组织工程、创伤治愈和细胞增殖等研究应运而生。光固化丝素蛋白水凝胶将能够实现溶液原位交联，因而可以用作生物医学上微创、靶向给药，并且可以控制几何形状的原位注射水凝胶，同时能够在生理温度下固化，反应热低，凝胶时间远短于一般丝素蛋白水凝胶。该新型水凝胶在防止血栓、术后粘连的形成，以及药物传送、定向组织修复、角膜修复、细胞移植等生物医学领域具有广阔的应用前景。

目前该领域中，中国发明专利（ CN201711061174.9）公开一种丝素蛋白基自愈合水凝胶及其制备方法，属于生物材料技术领域，是以丝素蛋白为原料，对丝素蛋白的氨基酸侧链进行化学修饰，在其氨基酸侧链引入环糊精(主体)和胆固醇(客体)，通过主客体单元之间的可逆性结合作用，构建具有自愈合性能的水凝胶。但制得的水凝胶容易破裂，从而破坏了凝胶的结构和功能稳定性。中国发明专利（ CN107118359A）将丝素蛋白水溶液与核黄素水溶液混匀后得到复合溶液；复合溶液经紫外光照射后固化，得到光固化水凝胶。但加入的核黄素浓度相对较高，会影响水凝胶的透光性能，同时制得的水凝胶回弹性相对较差。

发明内容

本发明针对本领域现有技术存在的不足，提供一种具有高透光性、高压缩强度以及高回弹性能的光固化丝素蛋白水凝胶及其制备方法。

实现本发明目的的技术方案是提供一种光固化丝素蛋白水凝胶的制备方法，以家蚕丝为原料，经脱胶、溶解、透析处理得到丝素蛋白水溶液，再进行如下步骤：

（1）调节丝素蛋白水溶液的浓度为10 g/L～50 g/L,再分别加入光敏剂核黄素和辣根过氧化物酶，混合均匀，得到复合溶液；复合溶液中，核黄素的终浓度为0.1 mmol/L ～1 mmol/L，辣根过氧化物酶的终浓度为2 unit/mL～20 unit/mL；

（2）将复合溶液倒入可透过紫外光的透明模具中，向复合溶液中通入氧气，保持复合溶液中氧气分压处于饱和状态；

（3）在室温、紫外光照射条件下处理20 min～40 min，得到一种光固化丝素蛋白水凝胶。

步骤（1）中加入的辣根过氧化物酶为浓度1000 unit/mL的辣根过氧化物酶水溶液。

步骤（2）模具中复合溶液的厚度为5毫米～50毫米。

步骤（3）所述紫外光照射的光源为功率50W～500W、波长350～400nm的紫外灯；紫外光照射的距离为5cm～10cm。

本发明技术方案还包括按上述制备方法得到的一种光固化丝素蛋白水凝胶。