一种丝素蛋白双层膜及制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种丝素蛋白双层膜的制备方法，包括丝素蛋白蒸发膜的制备和静电纺丝膜的制备：将丝素蛋白粉配置成3%的水溶液5ml，所得的溶液放入注射器中，采用7号针头，利用已有的静电纺丝设备，在蒸发膜的表面制备静电纺丝膜，设置的仪器参数为：加载电压在10‑20 kV，注射器跟接收板距离为7‑12 cm，推进速度0.1 ml/h‑0.3 ml/h，空气相对湿度35‑45%，静电纺丝完成即可在蒸发膜的表面得到双层膜。本发明专利技术中双层仿骨膜的内外双层的仿生结构，各司其能，与自体骨的结果相似；丝素蛋白具有较好的生物相容性；双层膜采用溶剂蒸发和静电纺丝技术制备而成，能更好模拟骨膜的微纳米纤维网络结构，更利于骨细胞的生长和浸润，从而有利于骨再生和修复。

Fibroin bilayer membrane and preparation method and application thereof

The invention relates to a preparation method of a silk fibroin membrane, including silk fibroin membrane prepared by evaporation and electrospinning membrane preparation: silk fibroin powder configured 5ml 3% aqueous solution, the solution into the syringe, the 7 gauge needle, using electrostatic spinning equipment available. Preparation of electrospinning film on the surface of evaporation film, instrument parameters for load voltage in the 10 20 kV syringe with receiving plate distance of 7 12 cm, promote the speed of 0.1 ml/h 0.3 ml/h, air relative humidity of 35 45%, electrospinning can be completed bilayer film on the surface evaporation film. The invention of double imitation periosteal double-layer bionic structure, the can, similar to autogenous bone results; silk fibroin has good biocompatibility; bilayer membranes by solvent evaporation and electrospinning process, can better simulate the periosteum micro nano fiber network structure, more conducive to the bone cell growth and invasion, which is conducive to bone regeneration and repair.

【技术实现步骤摘要】
一种丝素蛋白双层膜及制备方法和应用
本专利技术涉及生物医药领域，具体地涉及一种丝素蛋白双层膜及制备方法和应用，利用丝素蛋白制备具有双层结构的纤维膜。
技术介绍
骨膜由两部分构成，外层主要由胶原纤维紧密结合而成，富有血管、神经；内层也称形成层，由较粗的胶原纤维、成骨细胞、内皮细胞、干细胞构成。目前，仿骨膜人工修复材料的研究和应用越来越受到关注，这些材料可分为降解性（如聚乳酸、胶原膜）和非降解性（如聚四氟乙烯膜），其作用都在于：提供骨再生空间；阻挡周围结缔组织长入缺损区；增大成骨前体细胞密度及增加骨形态发生蛋白（BMP）浓度；保护血凝块稳定使之成为骨细胞长入的桥梁结构。因其良好的修复效果，至今已有多成果被广泛用于动物实验和临床实践。但是这些材料的不足之处也是显而易见的。例如：（1）易引发炎症。非降解性材料因长期保留，易致感染，因此需二次手术取出；而降解性材料虽不需二次手术去除，但其降解产物会局部潴留，易导致炎性反应。（2）力学性能差。非降解性材料质地坚硬，裁剪、塑形、缝合困难；降解性材料机械性能较差，再生空间维持欠佳。（3）无血管化功能。这些材料更多地考虑了其与有骨生成能力的细胞的相互作用，而没有自然骨膜能为骨组织供血的功能，仍难以实现骨缺损的快速修复。因此，开发更加接近于自然骨膜的双层修复材料仍具有一定的挑战性。近年来，人工骨修复材料的研究越来越受到关注。一些人工骨修复材料，如以人工合成材料（聚乳酸、PLGA、PCL以及其共聚物）、天然材料（胶原、丝素蛋白、明胶、透明质酸、海藻酸钠、弹性蛋白）、无机材料（羟基磷灰石、磷酸钙、生物玻璃等）及其复合材料，通过各种制备方法（如静电纺丝、热致相分离、冷冻干燥等）构建的在成分与几何结构均与自体骨相似的三维支架材料，这些材料已在动物实验中获得了初步的成功。本专利技术专利以丝素蛋白为材料，制备了更加接近于自然骨膜的双层修复材料。
技术实现思路
针对现有技术中的不足，本专利技术提供一种丝素蛋白双层膜及制备方法和应用，该方法以丝素蛋白为材料，通过溶剂蒸发和静电纺丝技术制备了具有双层结构的膜材料，该膜材料具备与自然骨膜相似的结构，能进一步开发成人工仿骨膜。该技术制备方法简单，所得的产品性能明显高于现有市场的产品。为了实现这样的目的，在本专利技术的技术方案中，首先将丝素蛋白通过溶剂蒸发的方式制备基体材料，然后在其表面通过静电纺丝技术制备具有多孔结构的纤维膜，最终形成双层结构。本专利技术的方法包括如下步骤：一种丝素蛋白双层膜的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：（1）丝素蛋白蒸发膜的制备：将一定量的表面活性剂加入2ml，15%丝素蛋白粉溶液中，将混合液倒入5ml离心管中，然后进行超声处理5min使溶液混合均匀，将超声处理完的混合液倒入培养皿中并盖上培养皿盖，将其放入37℃摇床中1-3天即得到蒸发膜，摇床参数设置为转速：50-150rpm；（2）静电纺丝膜的制备：将丝素蛋白粉配置成3%的水溶液5ml，所得的溶液放入注射器中，采用7号针头，利用已有的静电纺丝设备，在蒸发膜的表面制备静电纺丝膜，设置的仪器参数为：加载电压在10-20kV，注射器跟接收板距离为7-12cm，推进速度0.1ml/h-0.3ml/h，空气相对湿度35-45%，静电纺丝完成即可在蒸发膜的表面得到双层膜。所述的表面活性剂为甘油、TritonX-100（聚乙二醇辛基苯基醚）、Tu-80（聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯），Span-60（山梨醇酐单硬脂酸酯），6501（椰油脂肪酸二乙醇酰胺），AEO-9（脂肪醇聚氧乙烯醚）的一种。所述的步骤（1）中，表面活性剂加入量为50-1000微升。所述的步骤（2）中，加载电压在10-20kV，更好的，为12-18kV。所述的步骤（2）中，注射器跟接收板距离为7-12cm，更好的，为8-10cm。所述的步骤（2）中，推进速度0.1ml/h-0.3ml/h，更好的，为0.1ml/h-0.2ml/h。所述的步骤（2）中，空气相对湿度35-45%，更好的，为35%-40%。一种丝素蛋白双层膜，其特征在于，根据上述任一所述方法制备得到。一种丝素蛋白双层膜在人工仿骨膜的应用。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术的优势在于：（1）本专利技术中双层仿骨膜的内外双层的仿生结构，各司其能，与自体骨的结果相似；（2）丝素蛋白具有较好的生物相容性；（3）双层膜采用溶剂蒸发和静电纺丝技术制备而成，能更好模拟骨膜的微纳米纤维网络结构，更利于骨细胞的生长和浸润，从而有利于骨再生和修复。实施例11.丝素蛋白蒸发膜的制备将50μl甘油加入2ml，15%丝素蛋白粉溶液中，将混合液倒入5ml离心管中，然后进行超声处理5min使溶液混合均匀。将超声处理完的混合液倒入培养皿中并盖上培养皿盖，将其放入150rpm，37℃摇床中1天即得到蒸发膜。2.静电纺丝膜的制备将丝素蛋白粉配置成3%的水溶液5ml，所得的溶液放入注射器中，采用7号针头，利用已有的静电纺丝设备，设置的仪器参数为：加载电压在15kV，注射器跟接收板距离为8cm，推进速度0.3ml/h，空气相对湿度40%，静电纺丝完成即可得双层膜。实施例21.丝素蛋白蒸发膜的制备将100微升，Span-60加入2ml，15%丝素蛋白粉溶液中，将混合液倒入5ml离心管中，然后进行超声处理5min使溶液混合均匀。将超声处理完的混合液倒入培养皿中并盖上培养皿盖，将其放入100rpm，37℃摇床中2天即得到蒸发膜。2.静电纺丝膜的制备将丝素蛋白粉配置成3%的水溶液5ml，所得的溶液放入注射器中，采用7号针头，利用已有的静电纺丝设备，设置的仪器参数为：加载电压在18kV，注射器跟接收板距离为10cm，推进速度0.1ml/h，空气相对湿度35%，静电纺丝完成即可得双层膜。实施例31.丝素蛋白蒸发膜的制备将500微升，TritonX-100加入2ml，15%丝素蛋白粉溶液中，将混合液倒入5ml离心管中，然后进行超声处理5min使溶液混合均匀。将超声处理完的混合液倒入培养皿中并盖上培养皿盖，将其放入100rpm，37℃摇床中3天即得到蒸发膜。2.静电纺丝膜的制备将丝素蛋白粉配置成3%的水溶液5ml，所得的溶液放入注射器中，采用7号针头，利用已有的静电纺丝设备，设置的仪器参数为：加载电压在15kV，注射器跟接收板距离为8cm，推进速度0.2ml/h，空气相对湿度35%，静电纺丝完成即可得双层膜。实施例41.丝素蛋白蒸发膜的制备将1000微升，6501加入2ml，15%丝素蛋白粉溶液中，将混合液倒入5ml离心管中，然后进行超声处理5min使溶液混合均匀。将超声处理完的混合液倒入培养皿中并盖上培养皿盖，将其放入100rpm，37℃摇床中3天即得到蒸发膜。2.静电纺丝膜的制备将丝素蛋白粉配置成3%的水溶液5ml，所得的溶液放入注射器中，采用7号针头，利用已有的静电纺丝设备，设置的仪器参数为：加载电压在15kV，注射器跟接收板距离为10cm，推进速度0.3ml/h，空气相对湿度40%，静电纺丝完成即可得双层膜。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种丝素蛋白双层膜的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：（1）丝素蛋白蒸发膜的制备：将一定量的表面活性剂加入2ml，15%丝素蛋白粉溶液中，将混合液倒入5ml离心管中，然后进行超声处理5min使溶液混合均匀，将超声处理完的混合液倒入培养皿中并盖上培养皿盖，将其放入37℃摇床中1‑3天即得到蒸发膜，摇床参数设置为转速：50‑150rpm；（2）静电纺丝膜的制备：将丝素蛋白粉配置成3%的水溶液5ml，所得的溶液放入注射器中，采用7号针头，利用已有的静电纺丝设备，在蒸发膜的表面制备静电纺丝膜，设置的仪器参数为：加载电压在10‑20 kV，注射器跟接收板距离为7‑12 cm，推进速度0.1 ml/h‑0.3 ml/h，空气相对湿度35‑45%，静电纺丝完成即可在蒸发膜的表面得到双层膜。

【技术特征摘要】
1.一种丝素蛋白双层膜的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：（1）丝素蛋白蒸发膜的制备：将一定量的表面活性剂加入2ml，15%丝素蛋白粉溶液中，将混合液倒入5ml离心管中，然后进行超声处理5min使溶液混合均匀，将超声处理完的混合液倒入培养皿中并盖上培养皿盖，将其放入37℃摇床中1-3天即得到蒸发膜，摇床参数设置为转速：50-150rpm；（2）静电纺丝膜的制备：将丝素蛋白粉配置成3%的水溶液5ml，所得的溶液放入注射器中，采用7号针头，利用已有的静电纺丝设备，在蒸发膜的表面制备静电纺丝膜，设置的仪器参数为：加载电压在10-20kV，注射器跟接收板距离为7-12cm，推进速度0.1ml/h-0.3ml/h，空气相对湿度35-45%，静电纺丝完成即可在蒸发膜的表面得到双层膜。2.根据权利要求1所述的一种丝素蛋白双层膜的制备方法，其特征在于所述的表面活性剂为甘油、TritonX-100（聚乙二醇辛基苯基醚）、Tu-80（聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯），Span-60（山梨醇酐单硬脂酸酯），6...

【专利技术属性】
技术研发人员：何丹农，朱君，金林宇，王杰，金彩虹，
申请(专利权)人：上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31