一种具有驻极体效应的丝素蛋白纤维膜及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种具有驻极体效应的丝素蛋白纤维膜及其应用，属于医用生物电介质材料技术领域，一种具有驻极体效应的丝素蛋白纤维膜的制备方法，包括以下步骤：1)将丝素蛋白纤维溶解于六氟异丙醇中获得6～10wt％丝素蛋白纤维溶液；2)将所述丝素蛋白纤维溶液进行静电纺丝获得丝素蛋白纤维膜；3)将所述丝素蛋白纤维膜热压处理后，进行电晕极化处理获得具有驻极体效应的丝素蛋白纤维膜。具有驻极体效应的丝素蛋白纤维膜厚度为55～80μm，其中丝素蛋白纤维的直径为1.5～3.0μm，能够长期有效地获取并储存微量电荷，产生微电流；具有体外抗血栓、加速骨折恢复及伤口愈合和药物渗透的功能。

A silk fibroin membrane with electret effect and its application

The invention provides a silk fibroin fiber membrane with electret effect and its application, belonging to the technical field of medical biodielectric materials. A preparation method of silk fibroin fiber membrane with electret effect includes the following steps: 1) dissolving silk fibroin fiber in hexafluoroisopropanol to obtain 6-10wt% silk fibroin eggs; Silk fibroin fiber solution; 2) Silk fibroin fiber solution is electrospun to obtain silk fibroin fiber membrane; 3) Silk fibroin fiber membrane with electret effect is obtained by hot pressing and corona polarization. The thickness of silk fibroin membrane with electret effect is 55-80 micron, and the diameter of silk fibroin fiber is 1.5-3.0 micron, which can effectively acquire and store micro-charges and generate micro-current for a long time. It has the functions of anti-thrombosis in vitro, accelerating fracture recovery, wound healing and drug penetration.

【技术实现步骤摘要】
一种具有驻极体效应的丝素蛋白纤维膜及其应用
本专利技术属于医用生物电介质材料
，尤其涉及一种具有驻极体效应的丝素蛋白纤维膜及其应用。
技术介绍
目前用于体内组织修复的材料为组织生长提供的物理空间与基质环境不能像活体组织一样具有生理负荷、电磁作用或生化刺激效应；用于体表伤口或伤痕护理的前卫膜也局限于创面吸湿保湿、抑菌或携带药物。人体内血管和血液都带负电，由于心脏的迫动和血管壁及血液间的同性库仑力的推斥作用，导致了血管的畅通不凝效应。如果在血管壁形成血栓区的外表皮敷贴一层强负电性的驻极体薄膜，以增强血液和血管的各自负电性功能，具有治疗或缓解凝血功能。骨骼是较早确认的天然驻极体材料，在骨折处的附加电压效应所形成的电荷积累有利于临床治疗，外加电场对骨骼生长速率很有影响。随着研究的投入和科技的进步，生物电介质材料领域的纤维膜研究有了一定的进步。在中国专利“一种应激活性纤维膜及其制备方法”(CN107158475A)中提出利用聚偏氟乙烯的压电效应促进组织修复，但静电纺丝混纺加入的聚偏氟乙烯不具有良好的生物相容性，也不能赋予生物体指定的正/负电性功能；所以寻找一种获得完全具有生物相容性并且能够长期携带储存电荷的生物材料，使其能赋予组织修复所需的正/负电性功能，成为本领域研究的重点。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种生物相容性良好的，能够获取并储存电荷、产生电流的具有驻极体效应的丝素蛋白纤维膜的制备方法；所述制备方法制备获得的丝素蛋白纤维膜能够作为医用生物电介质材料应用，具有加速体内外组织伤口愈合或骨折恢复或抗血栓药物渗透的功能。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：一种具有驻极体效应的丝素蛋白纤维膜的制备方法，包括以下步骤：1)将丝素蛋白纤维溶解于六氟异丙醇中获得6～10wt％丝素蛋白纤维溶液；2)将所述丝素蛋白纤维溶液进行静电纺丝获得丝素蛋白纤维膜；3)将所述丝素蛋白纤维膜热压处理后，进行电晕极化处理获得具有驻极体效应的丝素蛋白纤维膜；所述电晕极化处理的高压直流电源输出电压为500～2000V，放电时间为5～40min。优选的，优选的，所述静电纺丝的电压为12～18KV；所述静电纺丝的距离为12～18cm，所述静电纺丝过程中丝素蛋白纤维溶液的推进速度为2.5～3.5mL/h，所述静电纺丝的时间为2.5～3.5h。优选的，步骤1)中所述的丝素蛋白纤维的制备方法包括以下步骤：S1)家蚕丝经脱胶、溶解获得粗纤维溶液；S2)将所述粗纤维溶液透析、干燥后获得丝素蛋白纤维。优选的，步骤S1)中所述的脱胶采用质量分数为0.5～1％的碳酸钠溶液。本专利技术还提供了所述的制备方法制备获得的具有驻极体效应的丝素蛋白纤维膜，所述具有驻极体效应的丝素蛋白纤维膜的厚度为55～80μm，其中丝素蛋白纤维的直径为1.5～3.0μm；所述具有驻极体效应的纤维膜能够获取并储存电荷，产生电流。本专利技术还提供了所述的具有驻极体效应的丝素蛋白纤维膜在制备医用生物电介质材料中的应用。优选的，所述医用生物电介质材料为加速体内外组织伤口愈合或骨折恢复或抗血栓药物渗透的材料。本专利技术还提供了一种纤维复合膜，包括丝素蛋白纤维膜和与所述丝素蛋白纤维膜贴合的混合纤维膜，所述丝素蛋白纤维膜为所述的具有驻极体效应的丝素蛋白纤维膜；所述混合纤维膜由混纺纤维形成，所述混纺纤维包括聚偏氟乙烯与丝素蛋白。本专利技术还提供了所述的纤维复合膜在制备医用生物电介质材料中的应用。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的具有驻极体效应的丝素蛋白纤维膜的制备方法，通过电晕极化处理使得丝素蛋白纤维膜获得驻极体效应，本专利技术提供的具有驻极体效应的丝素蛋白纤维膜的厚度为55～80μm，其中丝素蛋白纤维的直径为1.5～3.0μm，生物相容性高，并且能够长期有效地获取并储存微量电荷，产生微电流；具有体外抗血栓、加速骨折恢复及伤口愈合和药物渗透的功能。本专利技术还提供了一种复合膜，包括丝素蛋白纤维膜和与所述丝素蛋白纤维膜贴合的混合纤维膜，所述丝素蛋白纤维膜为所述的具有驻极体效应的丝素蛋白纤维膜；所述混合纤维膜由混纺纤维形成，所述混纺纤维包括聚偏氟乙烯与丝素蛋白，丝素蛋白无压电效应，PVDF具有良好的压电效应，在弯曲形变处，复合膜可以更大程度提供电的刺激，有助于修复。附图说明图1为具有驻极体效应丝素蛋白纤维膜表面形貌电镜图；图2为具有驻极体效应丝素蛋白纤维膜喷金后和未处理的照片；图3为纤维复合膜制备工艺流程图；图4为纤维复合膜结构表面形貌电镜图。具体实施方式本专利技术提供了一种具有驻极体效应的丝素蛋白纤维膜的制备方法，包括以下步骤：1)将丝素蛋白纤维溶解于六氟异丙醇中获得6～10wt％丝素蛋白纤维溶液；2)将所述丝素蛋白纤维溶液进行静电纺丝获得丝素蛋白纤维膜；3)将所述丝素蛋白纤维膜热压处理后，进行电晕极化处理获得具有驻极体效应的丝素蛋白纤维膜；所述电晕极化处理的高压直流电源输出电压为500～2000V，放电时间为5～40min。在本专利技术中，所述丝素蛋白纤维优选的来源于蚕丝。在本专利技术中所述的丝素蛋白纤维的制备方法优选的包括以下步骤：S1)蚕丝经脱胶、溶解获得粗纤维溶液；S2)将所述粗纤维溶液透析、干燥后获得丝素蛋白纤维。在本专利技术中，所述家蚕丝优选的来源于纯天然蚕茧；所述纯天然蚕茧的产地优选为四川绵阳。在本专利技术中所述脱胶优选的采用质量分数为0.5～1％的碳酸钠溶液，更优选的为0.8％。在本专利技术中所述脱胶具体的为将家蚕丝置于碳酸钠溶液中加热搅拌。在本专利技术中，所述脱胶的温度优选为95～105℃，更优选为100℃；本专利技术中所述温度优选的通过油浴实现；所述脱胶的时间优选的为25～35min，更优选的为30min；所述搅拌的转速优选为20～40rpm，更优选为30rpm。在本专利技术中，所述脱胶的次数优选的为2～4次；本专利技术在所述脱胶后获得蚕丝粗纤维。本专利技术中所述脱胶后，优选的将得到的脱胶蚕丝用水洗涤3～5次，得到蚕丝粗纤维；所述水优选的为去离子水。本专利技术在获得所述蚕丝粗纤维后，将所述蚕丝粗纤维溶解获得粗纤维溶液。在本专利技术中，所述溶解用的溶液为包括无水氯化钙、无水乙醇和去离子水的混合溶液；所述混合溶液中无水氯化钙、无水乙醇和去离子水的质量比优选为1:2:8。本专利技术中所述溶解的温度优选的为20～30℃，更优选的为22～28℃；本专利技术所述溶解优选的伴随搅拌。本专利技术中所述溶解的时间优选的为15～25h。本专利技术在获得所述粗纤维溶液后，优选的将所述粗纤维溶液透析、干燥后获得丝素蛋白纤维。在本专利技术中，所述透析用透析袋的截留分子量优选为8000KD，本专利技术在所述透析过程中，优选的2～3h进行换水，本专利技术在6～8次换水后，优选的用硝酸银检测换出的水溶液，到无白色沉淀产生停止透析。本专利技术在所述透析结束后，优选的将透析袋中的透析液进行冷冻干燥。在本专利技术中，所述冷冻干燥前，优选的将所述透析液进行预冷；所述预冷的温度优选的为-75～-85℃，更优选的为-80℃；所述预冷的时间优选的为1～2h，更优选的为1.5h。本专利技术中所述冷冻干燥的真空度优选的为20pa以下；所述冷冻干燥的温度优选为-54℃；所述冷冻干燥的时间优选的为45～55h。本专利技术在获得所述丝素蛋白纤维后，将所述丝素蛋白纤维溶解于六氟异丙醇中获得6～10wt％丝素蛋白纤维溶液。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有驻极体效应的丝素蛋白纤维膜的制备方法，包括以下步骤：1)将丝素蛋白纤维溶解于六氟异丙醇中获得6～10wt％丝素蛋白纤维溶液；2)将所述丝素蛋白纤维溶液进行静电纺丝获得丝素蛋白纤维膜；3)将所述丝素蛋白纤维膜热压处理后，进行电晕极化处理获得具有驻极体效应的丝素蛋白纤维膜；所述电晕极化处理用电源为高压直流电源，所述电源的输出电压为500～2000V，放电时间为5～40min。

【技术特征摘要】
1.一种具有驻极体效应的丝素蛋白纤维膜的制备方法，包括以下步骤：1)将丝素蛋白纤维溶解于六氟异丙醇中获得6～10wt％丝素蛋白纤维溶液；2)将所述丝素蛋白纤维溶液进行静电纺丝获得丝素蛋白纤维膜；3)将所述丝素蛋白纤维膜热压处理后，进行电晕极化处理获得具有驻极体效应的丝素蛋白纤维膜；所述电晕极化处理用电源为高压直流电源，所述电源的输出电压为500～2000V，放电时间为5～40min。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝的电压为12～18KV；所述静电纺丝的接收距离为12～18cm，所述静电纺丝过程中丝素蛋白纤维溶液的推进速度为2.5～3.5mL/h，所述静电纺丝的时间为2.5～3.5h。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述的丝素蛋白纤维的制备方法包括以下步骤：S1)蚕丝经脱胶、溶解获得粗纤维溶液；S2)将所述粗纤维溶液透析、干燥后获得丝素蛋...

【专利技术属性】
技术研发人员：查俊伟，李贞，党智敏，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11