用于药物递送的自组装丝素/聚乳酸类嵌段共聚物的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种用于药物递送的自组装丝素/聚乳酸类嵌段共聚物的制备方法，包括：将脱胶的丝素纤维加入离子液体中得到丝素蛋白溶液；将聚乳酸加入N

【技术实现步骤摘要】
用于药物递送的自组装丝素/聚乳酸类嵌段共聚物的制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于高分子材料的加工方法，具体涉及一种用于药物递送的自组装丝素/聚乳酸类嵌段共聚物的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]丝素蛋白(SF)来源于自然界中的节肢动物纺成的蛋白质纤维，具有环保、低成本、无毒、可再生、可降解性和生物相容性以及最小的炎症反应等优点，是生产可持续材料的最好选择之一，特别适合在生物技术和生物医用领域的应用。然而，单一组分的丝素蛋白膜分子构象主要为不稳定的无定形结构，导致其在在干燥状态下易脆，不适合实际应用。同样，来源于谷物的聚乳酸(PLA)也是一种无毒、无刺激性、可生物降解的脂肪族聚酯，具有良好生物相容性和可生物降解性，它被认为是减少环境和生态问题的一种很有前途的材料。但由于它的疏水性和缺乏能特异性增强细胞粘附和活性的表面基团，抑制了其在生物医学领域的广泛应用。
[0003]最近许多研究表明，基于丝素蛋白(SF)和合成聚合物(PLA)的共混材料具有研究前景。共混材料可以有效克服单一组分材料的缺点，同时，发挥单组分材料的各自优势，获得理想的复合材料。因此，丝素和聚乳酸已被用来制备能够在机械和生物方面提供良好性能的生物复合材料。然而，丝素蛋白由分子间和分子内氢键组成，内部结晶结构的耐溶剂性导致其难溶于一般溶剂。目前，一般采用强酸、强碱、高浓度的盐溶液如LiBr
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H2O溶液、CaCl2‑
C2H5OH
‑
H2O溶液、CaCl2‑
FA溶液等对丝素蛋白溶解，这些溶剂存在毒性大、挥发性强、不易回收和容易破坏蛋白结构等缺陷，容易导致原生材料的各种力学和生物学性质下降。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种采用全新的绿色离子液体二元溶剂体系制备混合良好的自组装丝素/聚乳酸类嵌段共聚物的方法，解决了现有技术中使用的溶剂大多存在毒性强、挥发性强、不易回收等缺陷，避免对环境造成严重污染，同时，在这一溶剂体系下能获得具有独特的类似于嵌段结构的生物复合材料。
[0005]本专利技术还提供所制备的制备出了一种具有独特的类似于嵌段结构的用于药物递送的自组装丝素/聚乳酸类嵌段共聚物以及这种类嵌段共聚物材料在药物包合和递送等中的应用。
[0006]技术方案：为了实现是上述目的，本专利技术提供一种用于药物递送的自组装丝素/聚乳酸类嵌段共聚物的制备方法，包括以下步骤：
[0007](1)将脱胶处理后的丝素纤维加入离子液体中，加热溶解，得到丝素蛋白溶液；
[0008](2)将聚乳酸加入N
‑
N二甲基甲酰胺中溶解，得到聚乳酸溶液；
[0009](3)将丝素蛋白溶液与聚乳酸溶液在冷凝回流的条件下混合搅拌，得到均匀的丝素/聚乳酸溶液；
[0010](4)将丝素/聚乳酸溶液冷冻干燥，目的是使溶液固化，然后浸入乙醇中凝固形成复合膜，用去离子水连续冲洗去除表面残留的离子液体，真空干燥，得到丝素/聚乳酸类嵌段共聚物复合材料。
[0011]进一步的，所述步骤(1)中，丝素纤维与离子液体的质量比为1：11.5～1：19，优选质量比为1：11.5；其中，所述离子液体包括1
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丁基
‑3‑
甲基咪唑氯盐，1
‑
烯丙基
‑3‑
甲基咪唑氯盐、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑氯盐、1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑醋酸盐和1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑溴盐中的任意一种。
[0012]进一步的，所述步骤(1)中，恒温条件的温度为95～100℃，加热时间为24～36h。
[0013]进一步的，步骤(2)中的聚乳酸与步骤(1)中的丝素纤维的质量比为1：5～5：1；其中，聚乳酸溶液中聚乳酸的质量浓度为5.0wt.％。
[0014]进一步的，所述步骤(3)中，冷凝回流的温度为90～95℃，混合搅拌时间为6
‑
8h，搅拌的转速为10～20r/s。
[0015]进一步的，所述步骤(4)中，冷冻干燥的时间为24～48h，冷冻温度为
‑
45～
‑
50℃；浸入乙醇凝固的时间为5～7h，真空干燥温度为20～25℃，干燥时间为12～24h
[0016]进一步的，所述步骤(1)中，脱胶处理具体是指：将桑蚕茧放入煮沸的碳酸氢钠水溶液中去除丝胶及少量油脂、蜡质、毛发、草屑等杂物。采用脱胶处理的目的在于得到更利于人体吸收的丝素蛋白，有利于丝纤维的后续工艺加工；优选的，碳酸氢钠水溶液的浓度为0.21wt.％；脱胶时间为30～50min。
[0017]本专利技术所述方法制备的得到具有独特的类似于嵌段结构的用于药物递送的自组装丝素/聚乳酸类嵌段共聚物。
[0018]本专利技术所述的用于药物递送的自组装丝素/聚乳酸类嵌段共聚物在药物包合和递送系统、组织工程或伤口敷料中的应用。
[0019]本专利技术的制备方法中，采用特定的离子液体和N，N
‑
二甲基甲酰胺(DMF)的二元溶剂体系，其中离子液体溶解丝素蛋白(SF)，关于离子液体溶解丝素蛋白主要是通过离子液体中的卤素、羧酸、醋酸等阴离子通过与丝素蛋白中的羟基发生相互作用，破坏分子间和分子内氢键。同时，阴、阳离子的亲核性、亲电性和电荷极性的协同作用也会加速破坏β
‑
折叠结构间氢键，最终达到溶解其的效果。本专利技术中将聚乳酸(PLA)溶解于N，N
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二甲基甲酰胺(DMF)中形成溶液，随后将得到的SF溶液和PLA溶液在冷凝回流的条件下进行搅拌混合，在混合过程中，N，N
‑
二甲基甲酰胺(DMF)溶剂一方面可以作为稀释剂降低离子液体的粘度，使整个共混体系具有更好的流动性和可混性；另一方面，离子液体与N
‑
N二甲基甲酰胺产生协同作用，使两种聚合物之间发生的氢键、静电以及疏水
‑
疏水相互作用会加速SF/PLA共混溶液的形成。共混物的最终性能一般取决于聚合物之间的混溶性，在本专利技术中采用离子液体和N，N
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二甲基甲酰胺(DMF)可以得到特定的SF/PLA共混溶液，离子液体与N
‑
N二甲基甲酰胺产生协同作用，促进共混体系两组分之间的混溶性，得到没有分层现象的SF/PLA共混溶液。在回流加热和冷冻干燥处理中，可结晶区域和不结晶区域之间会发生微相分离。进一步地，将混合均匀的SF/PLA溶液通过冷冻干燥和乙醇处理形成凝固完全的薄膜。而这个处理过程中，体系冷冻干燥的作用是形成丝素和聚乳酸的共混溶液以后，将溶液冷冻干燥成固态，再加入乙醇，避免直接加乙醇，溶液和乙醇发生互溶现象，保证整个共混溶液完全凝固成膜。而加入乙醇诱导β
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折叠结构的形成的同时移除共混膜中的阴阳离子(离子液体是由阴离子
和阳离子组成的溶剂)。同时，分子链的疏水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于药物递送的自组装丝素/聚乳酸类嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将脱胶处理后的丝素纤维加入离子液体中，加热溶解，得到丝素蛋白溶液；(2)将聚乳酸加入N
‑
N二甲基甲酰胺中溶解，得到聚乳酸溶液；(3)将丝素蛋白溶液与聚乳酸溶液在冷凝回流的条件下混合搅拌，得到均匀的丝素/聚乳酸溶液；(4)将丝素/聚乳酸溶液冷冻干燥，然后浸入乙醇中凝固形成水凝胶状态，用去离子水连续冲洗去除表面残留的离子液体，真空干燥，得到丝素/聚乳酸类嵌段共聚物复合材料。2.根据权利要求1所述的用于药物递送的自组装丝素/聚乳酸类嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中丝素纤维与离子液体的质量比为1：11.5～1：19；其中，所述离子液体优选包括1
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丁基
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甲基咪唑氯盐，1
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烯丙基
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甲基咪唑氯盐、1
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乙基
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甲基咪唑氯盐、1
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丁基
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甲基咪唑醋酸盐和1
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丁基
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甲基咪唑溴盐中的任意一种。3.根据权利要求1所述的基于离子液体制备丝素/聚乳酸复合材料的方法，其特征在于，所述步骤(1)中加热溶解为95～100℃，加热时间为2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昉，邓谦谦，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：