[发明专利]一种基于分层蛋壳膜和蛋白诱导制备的仿生矿化膜、制备方法及应用

说明书

本发明属于医用仿生材料技术领域，特别涉及一种基于分层蛋壳膜和蛋白诱导制备的仿生矿化膜、制备方法及应用，该制备方法包括如下步骤：S1，材料准备，包括制备蛋壳膜、制备酶解液和制备蛋白矿化液三部分，所述酶解液通过将蛋白酶和还原剂溶解于去离子水中，调节pH至6～9制备得到，所述蛋白矿化液中通过将水溶性蛋白溶解于矿化液中制备得到；S2、制备仿生矿化膜，将所述内层蛋壳膜和/或外层蛋壳膜浸泡于酶解液中，得到改性蛋壳膜；将所述改性蛋壳膜置于蛋白矿化液中处理得到基于分层蛋壳膜和蛋白诱导制备的仿生矿化膜，可用作骨组织修复材料，制备过程具有矿化效率高、制备周期时间短、矿化效果好的特点。

技术领域

本发明属于医用仿生材料技术领域，特别涉及一种基于分层蛋壳膜和蛋白诱导制备的仿生矿化膜、制备方法及应用。

背景技术

骨缺损一般由遗传疾病、交通事故、病理性骨折、感染等原因引起，骨缺损的修复问题是临床医学实践中的常见问题，每年数以万计的骨损伤患者需要治疗。

通常，骨缺损的治疗，包括使用自体或同种异体的骨移植物来完成。但是，自体骨移植会在供体部位引起疼痛和并发症，并且其大小和形状不易控制；异体骨移植物的来源有限，愈合能力无法预测，并且成骨能力低，无法满足实际需求。寻找具有良好生物相容性、可促进骨修复的材料近来受到了广泛的关注。

与骨膜的结构类似，蛋壳膜由外层膜、内层膜和限制膜三层膜组成，成分中含有大于80％的蛋白质、约3％的脂质体和约2％的糖，蛋壳膜独特的成分构造，保证了其具有良好的生物相容性。蛋壳膜中的胶原蛋白，主要包括I型、V型和X型，其中，外层蛋壳膜中主要分布I型胶原蛋白，而内层蛋壳膜中主要分布为I型和V型胶原蛋白。

仿生矿化是在底物表面上沉积羟基磷灰石涂层的一种自矿化行为，如今，已经成功地在不同材料表面上进行羟基磷灰石涂层矿化。其中，以胶原蛋白作为骨组织中的有机质经被常用于作为仿生矿化的模板，天然胶原纤维的结构在提取和重建过程中，难以维持其原本结构，且机械性能较差；

一些合成聚合物，如L-乳酸、聚乳酸-乙醇酸和碳纳米管电纺纤维等，也可以被用于仿生矿化模板，虽然弥补了天然胶原纤维机械性能差的缺陷，合成过程复杂，且，具有疏水性表面、缺乏生物活性基团等特性，不仅削弱了其矿化能力，还表现出较差的生物相容性；

蛋壳膜纤维由富含胶原蛋白的核，与富含糖蛋白的外壳组成。虽然，已有报道，可以用天然蛋壳膜作为模板，用来构建蛋壳膜/羟基磷灰石复合材料，但存制备周期长、矿化效果慢等缺点，制备工艺还需要进一步提高。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供一种基于分层蛋壳膜和蛋白诱导制备的仿生矿化膜，以及其制备方法，该制备方法具有矿化效率高、制备周期时间短、矿化效果好的特点，以及在骨组织修复中的应用。

本发明采用以下技术方案来实现：

一种基于分层蛋壳膜和蛋白诱导制备仿生矿化膜的方法，包括如下步骤，

S1，材料准备，包括制备蛋壳膜，制备酶解液和制备蛋白矿化液三部分；

制备蛋壳膜，将鲜蛋去除蛋清和蛋黄后，从气室部位分离得到内层蛋壳膜后，剩余部分浸泡于弱酸溶液中处理，得到外层蛋壳膜，将获得的内层蛋壳膜和外层蛋壳膜分别用去离子水清洗干净，裁剪至合适大小后，烘干备用；通过弱酸分离获得的内层蛋壳膜，具有均一、致密的纤维网络结构，且纤维中的胶原核心占比较大；优选的，所述弱酸溶液为乙酸的水溶液、柠檬酸的水溶液或苹果酸的水溶液，所述弱酸溶液的浓度为2～22％(v/v)，浸泡于弱酸溶液中处理时间为10～50min；本发明中，所述鲜蛋是指鸡、鸭、鹌鹑、鹅或鸵鸟等鸟类、禽类产生的蛋类，产蛋时间不超过60天；

制备酶解液，将蛋白酶和还原剂溶解于去离子水中，调节pH至6～9，得到酶解液；优选的，所述蛋白酶为碱性蛋白酶、角蛋白酶或胃蛋白酶；优选的，所述还原剂为亚硫酸钠、硫化钠或L-半胱氨酸；