利用层层组装技术改性弹性蛋白的方法及产物技术

本发明专利技术涉及一种利用层层组装技术改性弹性蛋白的方法及产物。所制得的改性弹性蛋白，是以弹性蛋白为基底材料，在弹性蛋白表面得到了规则的多层膜结构，弹性蛋白基底材料上组装的第一层物质为透明质酸，第二层为胶原蛋白，透明质酸和胶原蛋白交替组装到弹性蛋白基材表面，构成了规则的层状结构。通过层层组装方法改性过的弹性蛋白材料，亲水性能得到了显著的提高，胶原蛋白的引入使其生物相容性将会有明显的提高，多糖透明质酸的引入将赋予其特定的功能，从而为弹性蛋白在生物医用高分子材料的仿生合成、人工细胞外基质的研究中的应用奠定了基础，也为其在药物控制释放、组织工程中的应用提供理论依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及改性天然蛋白质材料的方法及产物，尤其涉及一种利用层层组装技术改性 弹性蛋白的方法及产物。
技术介绍
弹性蛋白(elastin)是细胞外基质中弹性纤维的重要组成成分，主要功能是被动伸縮、赋 予所在组织以伸縮性和可逆的变形能力，在经常受力而变形的器官，如肺、大动脉及皮肤 中都有大量弹性蛋白，对维持这些器官的功能起重要作用。近年来，弹性蛋白以其良好的 弹性和顺应性受到国内外的普遍重视，弹性蛋白及其衍生物基生物医用材料的研制和开发 也成为生物医用材料中非常活跃的研究方向，然而由于弹性蛋白表面的亲水性差而极大的 限制了其应用范围。近年来，表面改性已成为传统材料转化为具有可设计的特定性能的新材料的最受欢迎 的方法之一。己有学者用引发转移终止剂改性方法、原子自由基聚合反应改性方法等成功 的改性了弹性蛋白材料，但这些方法改性过程中大多使用了或引入了有机药品，因而破坏 .了材料的生物相容性，本专利技术利用层层组装技术，成功的将透明质酸和胶原蛋白这两种细 胞外基质交替成分组装到了弹性蛋白材料表面，在保留了弹性蛋白良好的力学性质的前提 下，细胞外基质材料的引入将会提高其生物相容性，这种产物有望应用于人工细胞外基质 材料和组织工程材料中。国内外未见层层组装技术用于弹性蛋白表面改性方面的研究报 道。
技术实现思路
本专利技术目的在于不改变弹性蛋白结构和功能(弹性功能)的条件下，以弹性蛋白作为 基底材料，利用层层自组装技术，将多糖透明质酸(HA)和细胞外基质蛋白胶原蛋白交替组 装到弹性蛋白表面，对其进行表面改性，改性后弹性蛋白材料的亲水性得到了明显的改善， 探索了弹性蛋白基材料的制备方法及其性能研究。 1. 一种利用层层组装技术改性弹性蛋白的方法，其特征是步骤如下-(1) 配制透明质酸溶液和胶原蛋白溶液；(2) 将弹性蛋白浸入到盐酸中使其表面带有正电荷，用去离子水冲洗掉表面吸附的盐 酸，真空烘箱干燥；(3) 将用盐酸处理过的弹性蛋白浸入到(1)配制的透明质酸溶液中，使透明质酸吸附到弹 性蛋白表面，得到组装一层的弹性蛋白材料；(4) 将(3)中组装一层的弹性蛋白浸入(1)配制的胶原蛋白溶液中，使胶原蛋白吸附到弹 性蛋白上的透明质酸表面，得到组装二层的弹性蛋白材料；(5) 将(4)得到的组装二层的弹性蛋白材料按照(3)、 (4)步骤交替浸入到透明质酸和胶原蛋白溶液中，得到组装多层的弹性蛋白材料。所述的歩骤(l)所用透明质酸分子量为600000-1600000，透明质酸溶于0.1-0.3mol/L NaCl溶液中，透明质酸浓度为1.0-3.0mg/ml，溶液pH值为2-6;所用胶原蛋白型号为I 、 II、 III、 V等，胶原蛋白溶于0.1-0.3mol/L醋酸0.1-0.3mol/LNaCl的缓冲溶液中，胶原蛋 白浓度为1.0-3.0mg/ml，溶液pH值为l-5。所述的步骤(2)弹性蛋白基底材料为牛颈韧带分别经丙酮、乙醚浸泡脱脂，NaOH溶 液煮沸，乙醇回流得到；所用试剂为丙酮、乙醚、氢氧化钠和无水乙醇，丙酮、乙醚浸泡 时间为6-12h,氢氧化钠浓度为0.1-0.5 mol/L，反应时间为2-6h，无zK乙醇回流时间为l-3h。所述的所述步骤(2)所用盐酸pH值为1-5，反应时间为10-30min，真空烘箱干燥时间 为30-60min。所述的歩骤(3)弹性蛋白每次浸入透明质酸溶液时间为15-35min，所述取出后冲洗溶液 为0.1-0.3mol/LNaCl (pH=2-6)溶液和去离子水，冲洗掉附着在材料表面的离子，真空烘 箱中干燥温度为30-40°C,干燥时间为30-60min。所述的步骤(4)弹性蛋白浸入胶原蛋白溶液时间为15-35min，取出后冲洗溶液为 0.1-0.3mol/L醋酸0.1-0.3mol/L NaCl的缓冲溶液(pH=l-5)和去离子水，冲洗掉附着在材 料表面的离子，真空烘箱中干燥温度为30-4(TC，干燥时间为30-60min。利用上述方法所制得的改性弹性蛋白，是以弹性蛋白为基底材料，在弹性蛋白表面得 到了规则的多层膜结构，弹性蛋白基底材料上组装的第一层物质为透明质酸，第二层为胶 原蛋白，透明质酸和胶原蛋白交替组装到弹性蛋白基材表面，构成了规则的层状结构。所述的层数分别为2 14层，每层膜厚度在10-20nm之间。扫描电镜(SEM)、衰减全反射-紫外/可见光谱(ATR-UV-Vis Spectroscopy)和动态接触角 对改性弹性蛋白材料进行了表征。结果表明透明质酸和胶原蛋白成功的交替组装到了弹 性蛋白材料表面；SEM照片显示弹性蛋白材料表面随着组装层数的增加而逐渐变得光滑如 附图1， 2所示，组装7个双层后从材料截面可以看到明显的层状结构，如附图3所示， 每层厚度在10nm-20nm之间；衰减全反射-紫外/可见光谱图显示随着组装层数的增加吸光 度值线性降低，这反应了组装层的厚度比较均匀，如附图4所示；动态接触角显示组装7 个双层后，前进角由121.76。降低到了60。左右，这表明组装后弹性蛋白膜的表面亲水性得 到了显著的改善，如附图5所示。通过层层组装方法改性过的弹性蛋白材料，亲水性能得到了显著的提高，胶原蛋白的 引入使其生物相容性将会有明显的提高，多糖透明质酸的引入将赋予其特定的功能，从而 为弹性蛋白在生物医用高分子材料的仿生合成、人工细胞外基质的研究中的应用奠定了基 础，也为其在药物控制释放、组织工程中的应用提供理论依据。附图说明图l:未组装弹性蛋白基底材料表面的扫描电镜照片(1000倍)；图2:组装了 14层的弹性蛋白基底材料表面的扫描电镜照片(1000倍)；图3:为组装了 14层的弹性蛋白基底材料的截面扫描电镜照片(5000倍)；图4:分别为组装0-7个双层的弹性蛋白材料的衰减全反射-紫外/可见光谱图和0-7个双层的弹性蛋白材料在256nm和300nm处的紫外吸收变化图； 图5:为组装0-7个双层的弹性蛋白材料的动态接触角变化图。具体实施例方式下面结合具体实施方式进一歩说明本专利技术的技术方案 实施例1(1) 将分子量为600000的透明质酸溶于0.1mol/LNaCl溶液中，透明质酸浓度为1.0mg/ml， 溶液pH值为2;将胶原蛋白(I型)溶于0.1mol/L醋酸0.1mol/LNaCl的缓冲溶液中，胶 原蛋白浓度为1.0mg/ml，溶液pH值为l。(2) 将牛颈韧带分别经丙酮、乙醚浸泡6h脱脂，0.1mol/LNaOH溶液煮沸2h，无水乙醇回 流lh得到弹性蛋白基底材料。将弹性蛋白浸入pH值为l盐酸中10min，取出去离子水洗 掉材料表面吸附的盐酸，真空烘箱干燥为30min。(3) 将用盐酸处理过的弹性蛋白浸入到(1)配制的透明质酸溶液中15min，取出后冲洗溶液为 O.lmol/LNaCl (pH=2)溶液和去离子水，冲洗掉附着在材料表面的离子，真空烘箱中干燥 温度为30'C，干燥时间为30min;使透明质酸吸附到弹性蛋白表面，得到组装一层的弹性 蛋白材料。(4) 将(3)中组装一层的弹性蛋白浸入(1)配制的胶原蛋白溶液中15min，取出后冲洗溶液为 0.1mol/L醋酸0.1mol/L NaCl的缓冲溶液(pH=l)和去离子水，冲洗掉附着在材料表面的 离子，真空烘箱中干燥温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用层层组装技术改性弹性蛋白的方法，其特征是步骤如下：（１）配制透明质酸溶液和胶原蛋白溶液；（２）将弹性蛋白浸入到盐酸中使其表面带有正电荷，用去离子水冲洗掉表面吸附的盐酸，真空烘箱干燥；（３）将用盐酸处理过的弹性蛋白浸入到（１）配制的透明质酸溶液中，使透明质酸吸附到弹性蛋白表面，得到组装一层的弹性蛋白材料；（４）将（３）中组装一层的弹性蛋白浸入（１）配制的胶原蛋白溶液中，使胶原蛋白吸附到弹性蛋白上的透明质酸表面，得到组装二层的弹性蛋白材料；（５）将（４）得到的组装二层的弹性蛋白材料按照（３）、（４）步骤交替浸入到透明质酸和胶原蛋白溶液中，得到组装多层的弹性蛋白材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：侯信，常德才，韩雪梅，宋雪峰，姚康德，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]