一种角蛋白水凝胶及其制备方法、角蛋白海绵支架及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种角蛋白水凝胶及其制备方法、角蛋白海绵支架及其制备方法和应用，涉及凝胶材料技术领域。本发明专利技术提供的角蛋白水凝胶的制备方法，包括以下步骤：提供兔毛角蛋白溶液；将所述兔毛角蛋白溶液依次进行冷冻和解冻，完成一次冷冻

【技术实现步骤摘要】
一种角蛋白水凝胶及其制备方法、角蛋白海绵支架及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及凝胶材料
，具体涉及一种角蛋白水凝胶及其制备方法、角蛋白海绵支架及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着环境污染的加剧和自然资源的消耗，将废弃物回收并制备成再生材料得到了日益广泛的重视。兔毛作为一种纺织品原料，由于其结构特殊，髓质层含量大，强度较低，纤维卷曲度差，吸湿后容易粘并，纤维之间抱合力较差，制备的兔毛织物容易掉毛，且兔子品种繁多，兔毛长短不一，兔毛性能差异很大。通常情况下，只有长毛兔产的兔毛长度能够达到纺织行业的使用标准，种种因素限制了兔毛在纺织行业中的广泛使用。每年有大量不具有可纺性能和毛纺行业产生的下脚料得不到充分利用，不仅造成资源浪费而且给环境带来污染。
[0003]目前制备的水凝胶主要采用人发、羽毛或羊毛角蛋白，由于其力学性能较差，通常采用化学交联或者引入其他化学试剂，比如海藻酸钠、聚乙烯醇和羟基磷灰石等化学材料，化学试剂的引入不可避免的会使水凝胶的生物相容性降低。即使制备纯的角蛋白水凝胶，温度选择上均为37℃，角蛋白浓度通常在20％左右，冻干的角蛋白支架具有较差的孔隙形成性。而且，水凝胶中角蛋白的浓度较高，高浓度角蛋白溶液的使用极大地限制了用角蛋白制备水凝胶的工业化进程。
[0004]因此，寻找合适的角蛋白资源，以环境友好的方法制备低浓度、高纯度的角蛋白水凝胶显得尤为必要。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种角蛋白水凝胶及其制备方法、角蛋白海绵支架及其制备方法和应用，本专利技术制备的角蛋白水凝胶纯度高、浓度低，在保证角蛋白水凝胶的力学性能的同时，能够减少角蛋白的用量，而且制备方法简单，适宜工业化推广应用。
[0006]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：
[0007]本专利技术提供了一种角蛋白水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
[0008]提供兔毛角蛋白溶液；
[0009]将所述兔毛角蛋白溶液依次进行冷冻和解冻，完成一次冷冻
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解冻过程，重复所述冷冻
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解冻过程，得到角蛋白水凝胶。
[0010]优选地，所述兔毛角蛋白溶液的浓度为2～10％w/v；所述兔毛角蛋白溶液的酸碱度为3～12；所述兔毛角蛋白中巯基含量为4.5～28.9μmol/g。
[0011]优选地，所述冷冻
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解冻过程重复的次数为3～9次。
[0012]优选地，每次进行所述冷冻的温度独立为
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80～
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20℃；每次进行所述冷冻的时间独立为6～24h。
[0013]优选地，每次进行所述解冻的温度为4～25℃。
[0014]本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的角蛋白水凝胶。
[0015]本专利技术提供了一种角蛋白海绵支架的制备方法，包括以下步骤：
[0016]将上述技术方案所述制备方法制备得到的角蛋白水凝胶或上述技术方案所述的角蛋白水凝胶进行冷冻干燥，得到角蛋白海绵支架。
[0017]优选地，所述冷冻干燥的温度为
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80～
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20℃；所述冷冻干燥的时间为12～48h。
[0018]本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的角蛋白海绵支架，具有三维多孔结构；所述角蛋白海绵支架的孔径为28～324μm，孔隙率为76～92.85％。
[0019]本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的角蛋白海绵支架或上述技术方案所述角蛋白海绵支架作为外敷材料或药物载体的应用。
[0020]本专利技术提供了一种角蛋白水凝胶的制备方法，包括以下步骤：提供兔毛角蛋白溶液；将所述兔毛角蛋白溶液依次进行冷冻和解冻，完成一次冷冻
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解冻过程，重复所述冷冻
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解冻过程，得到角蛋白水凝胶。本专利技术以生物相容性的天然高分子兔毛角蛋白为制备水凝胶的原料，利用角蛋白的自组装特性，经过冷冻
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解冻的方法制备角蛋白水凝胶，所得角蛋白水凝胶中角蛋白的浓度可以低至2％w/v，本专利技术在保证角蛋白水凝胶的力学性能的同时，能够减少角蛋白的用量。本专利技术的制备方法简单，采用冻融循环方法，制备过程中不需要引入其他化学试剂进行交联，所得的角蛋白水凝胶具有廉价、无毒、可生物降解和环境友好等特性，可作为外敷材料应用于生物医学领域，这不仅拓宽了兔毛角蛋白在医学领域的应用，而且提高了废弃天然高分子材料的再利用价值，减少生物质与可再生资源的浪费。
[0021]而且，本专利技术采用冷冻
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解冻的方法，低温处理不会引起角蛋白变性，同时角蛋白之间的结合力与角蛋白分子和水分子之间的结合力相平衡，制备的角蛋白水凝胶具有高的透明度。
附图说明
[0022]图1为实施例3制备的角蛋白水凝胶和角蛋白海绵支架的宏观形貌图；
[0023]图2
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1为实施例1制备的角蛋白海绵支架的扫描电镜图；
[0024]图2
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2为实施例2制备的角蛋白海绵支架的扫描电镜图；
[0025]图2
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3为实施例3制备的角蛋白海绵支架的扫描电镜图；
[0026]图2
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4为实施例4制备的角蛋白海绵支架的扫描电镜图；
[0027]图2
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5为实施例5制备的角蛋白海绵支架的扫描电镜图；
[0028]图3为实施例3制备的角蛋白海绵支架和兔毛的红外光谱对比图；
[0029]图4为实施例3制备的角蛋白海绵支架和兔毛的X
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射线衍射对比图；
[0030]图5为实施例1～5制备的角蛋白水凝胶的透明度图；
[0031]图6为实施例5制备的角蛋白海绵支架对生理盐水的吸附性能图；
[0032]图7为实施例4制备的角蛋白海绵支架的药物释放性能图；
[0033]图8为实施例3制备的角蛋白水凝胶的压缩回复过程图；
[0034]图9为实施例3制备的角蛋白水凝胶的应力应变曲线图。
具体实施方式
[0035]本专利技术提供了一种角蛋白水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
[0036]提供兔毛角蛋白溶液；
[0037]将所述兔毛角蛋白溶液依次进行冷冻和解冻，完成一次冷冻
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解冻过程，重复所述冷冻
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解冻过程，得到角蛋白水凝胶。
[0038]本专利技术提供兔毛角蛋白溶液。在本专利技术中，所述兔毛角蛋白溶液的酸碱度优选为3～12，更优选为6～9，进一步优选为7.32～8。在本专利技术中，所述兔毛角蛋白中巯基含量优选为4.5～28.9μmol/g，更优选为20.5～25μmol/g。本专利技术通过控制兔毛角蛋白溶液的酸碱度及巯基含量，能够提高角蛋白分子间二硫键结合程度以及静电作用。
[0039]在本专利技术中，所述兔毛角蛋白溶液的浓度优选为2～10％w/v，更优选为5％w/v。在本专利技术中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种角蛋白水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供兔毛角蛋白溶液；将所述兔毛角蛋白溶液依次进行冷冻和解冻，完成一次冷冻
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解冻过程，重复所述冷冻
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解冻过程，得到角蛋白水凝胶。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述兔毛角蛋白溶液的浓度为2～10％w/v；所述兔毛角蛋白溶液的酸碱度为3～12；所述兔毛角蛋白中巯基含量为4.5～28.9μmol/g。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述冷冻
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解冻过程重复的次数为3～9次。4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，每次进行所述冷冻的温度独立为
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80～
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20℃；每次进行所述冷冻的时间独立为6～24h。5.根据权利要求1或3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓清，史志铭，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：