本发明专利技术提供了一种角蛋白晶须增强的生物相容性同质复合膜及其制备方法。所述的角蛋白晶须增强的生物相容性同质复合膜由角蛋白基质和分散在角蛋白基质中的角蛋白晶须组成，角蛋白晶须与角蛋白基质的重量比为５－３０∶７０－９５，角蛋白晶须在复合膜中随机排列或取向排列。所述的角蛋白基质和角蛋白晶须均是从天然角蛋白纤维中提取得到。晶须具有改善角蛋白膜机械性能的作用。通过成膜工艺控制晶须在复合膜中的取向分布，可制备面内力学性能各向异性和各向同性的生物膜材料。所得生物相容性复合膜可作为生物修复材料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种角蛋白晶须增强的生物相容性同质复合膜及其制备方法，属于复合膜
技术介绍
我国的畜牧业和纺织业每年都产生大量的废弃动物纤维，任意丢弃会造成极大的环境 污染和资源浪费。动物纤维中90%以上的成份为角蛋白，是良好的可再生利用资源，角蛋 白再生制品在生物医药、纺织印染、食品助剂、饲料加工、环保等领域具有广泛的应用。 天然角蛋白材料的开发利用不但能够带来可观的经济效益，同时为难于自然降解的废弃角 蛋白材料提供了一条变废为宝的新途径。因此，天然角蛋白材料的再利用是国内为学者十 分关注一项研究课题。国内外均有关于天然角蛋白材料再生利用的相关专利技术报道。曰本专利(6116300)，该专利技术将还原后的角蛋白纤维进行蛋白酶水解，通过降低酶的 活性或将酶分离控制酶水解反应，得到分子量范围在3000到30000，每100个氨基酸残基 含4到16个半胱氨酸残基的角蛋白大分子，通过胱氨酸的重新交联制备角蛋白生物膜、 纤维及支架材料。中国专利(200410052922.3)，该专利技术由含二硫键断开剂的强极性中性助剂将羊毛溶解， 经过滤，透析，浓缩，制备无色无味的透明角蛋白溶液，并通过固化成型，粉体化加工制 备角蛋白膜、粉末和块状物。中国专利(200410011190.3)，该专利技术通过将天然角蛋白材料软化、碾碎、水解等工艺 制备角蛋白膜。这种角蛋白膜可制成不同规格的不防水蛋白膜、防水蛋白膜，成为全降解 无污染的角蛋白塑料制品。以上所述专利技术主要是通过将天然角蛋白纤维溶解后，提取角蛋白大分子溶液，再 经过固化成型制备角蛋白膜材料，所获得的膜材料力学性能不佳。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种角蛋白晶须增强的生物相容性同质复合膜及其制备方法。 为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是提供一种角蛋白晶须增强的生物相容性同质 复合膜，其特征在于，由角蛋白基质和分散在角蛋白基质中的角蛋白晶须组成，角蛋白晶 须与角蛋白基质的重量比为5-30: 70-95，角蛋白晶须在复合膜中随机排列或取向排列。所述的角蛋白基质和角蛋白晶须优选均是从天然角蛋白纤维提取得到。 所述的天然角蛋白纤维优选为人发、羊绒、驼毛、兔毛、羊毛、马毛或牛毛。 所述的角蛋白晶须的直径优选为0. 2-3 u m且长度优选为20-120 u m。 本专利技术还提供了上述角蛋白晶须增强的生物相容性同质复合膜的制备方法，其特征在 于，具体步骤为第一步将重量百分比浓度为5-15%的角蛋白水溶液以重量比100: 0.05-2与增塑剂 混合，将角蛋白晶须按比例加入到所得角蛋白基质水溶液中，以速度8000-12000r/min搅 拌3-5min或以功率50-100W和频率20-40kHz超声波振荡3-5min;第二步将第一步所得溶液固化成膜。所述第一步中的增塑剂优选为乙二醇、丙二醇和丙三醇中的一种或两种。所述第二步中固化成膜的具体步骤可为将20-40。C的第一步所得溶液流入40-5(TC的 凝固液中固化成型，室温下干燥成膜，制备角蛋白晶须在复合膜中取向排列的复合膜。所述的凝固液优选为重量百分比浓度为25%-45%的硫酸钠水溶液或重量百分比浓度为 25%_45%的硫酸铵水溶液。所述第二步中固化成膜的具体步骤可为将第一步所得溶液浇铸或刮涂于成膜容器中 在40-60'C固化5-24h，制备角蛋白晶须在复合膜中随机排列的复合膜。所述第二步中固化成膜的具体步骤可为将第一步所得溶液浇铸或刮涂于成膜容器中 在-40至-2(TC冷冻干燥24-72h，制备角蛋白晶须在复合膜中随机排列的复合膜。本专利技术将天然角蛋白纤维中提取的角蛋白晶须材料与同质角蛋白溶液共混成膜，制备 晶须增强的生物相容性角蛋白膜材料。角蛋白膜的增强材料与基质材料为同质材料，均具 有良好的生物相容性，增强材料的引入不会影响角蛋白膜的原有性能，同时，对膜材料起 到良好的增强作用。这与已有技术的本质区别在于 一是用角蛋白晶须增强，二是为同质 复合膜。角蛋白晶须保留了角蛋白纤维本身微观结构体所固有的特点，为细长的各向异性 结构体，其引入改善了单独由角蛋白大分子成膜的力学性能。通过选择适当的成膜工艺可 以在一定程度上控制晶须的取向，获得面内力学性能各向异性的生物膜材料；亦可以使晶 须随机排列，制备面内力学性能各向同性的膜材料，从而大大提高了角蛋白膜的应用性能。本专利技术所采用的角蛋白晶须和角蛋白溶液可由人发、羊绒、牦牛毛、驼毛、马毛、牛 毛等天然动物纤维中提取获得，原料来源广、成本低廉，晶须增强角蛋白复合膜的加工简 单、产量高。本专利技术所述的角蛋白晶须增强生物相容性同质复合膜可作为医用人工皮肤的敷料用于创伤修复，其具有良好的生物相容性使得活体细胞能够在角蛋白复合膜上快速生长和繁殖，从而加速创伤修复。具体实施例方式下面结合实施例来具体说明本专利技术。实施例1将6. 25g开松、除杂后的废弃马毛用乙醚清洗、干燥后剪成5mm小段，将其浸入到250ml 含有亚硫酸钾和尿素的溶液中，其中，所述溶液是通过将亚硫酸钾加到7M尿素水溶液中 得到，亚硫酸钾的质量浓度为10%， 9(TC下搅拌3. 5h，搅拌器转速300r/min。将搅拌后所 得的混合物用100目筛网过滤除去未反应的马毛，将滤液用400目筛网过滤得到微米级直 径的角蛋白晶须，将滤液在2(TC以转速3700rpm离心分离0. 8h得到亚微米级直径的角蛋 白晶须。离心所得上清液经用10000Da透析膜透析得到角蛋白基质溶液，将角蛋白基质溶 液在60'C搅拌条件下浓縮到重量浓度为5%。将亚硫酸钾和十二烷基磺酸钠加入到7M尿素水溶液中得到含有还原剂、蛋白质变性 剂以及表面活性剂的溶液，所得溶液中亚硫酸钾的重量百分比浓度为10%，十二垸基磺酸 钠的重量百分比浓度为0.2%。将马毛按固液比8g/250ml浸入到含有还原剂、蛋白质变性 剂以及表面活性剂的溶液中，在50。C搅拌8h，依次用200目、400目和800目筛过滤，将 滤液用10000Da透析膜透析得到角蛋白基质溶液，将角蛋白基质溶液在6(TC搅拌条件下浓 縮到重量浓度为5%。将上述角蛋白基质溶液以重量比100: 0.05加入增塑剂乙二醇，将5重量份角蛋白晶 须(直径为0.2-3um且长度为20-120 iim)加入到含有95重量份角蛋白基质的角蛋白基 质溶液中，以速度8000r/min搅拌5min，使晶须均匀分散于角蛋白溶液中。将2(TC所得 溶液流入4(TC凝固液中固化成型，室温下干燥成膜，制备角蛋白晶须在复合膜中取向排列 的复合膜。所述凝固液为重量百分比浓度为25%的硫酸钠水溶液。该复合膜具有良好的柔韧性和延展性，沿晶须取向排列方向的复合膜的断裂强度为 5.5MPa，断裂伸长为5.1%,沿垂直于晶须取向排列方向的复合膜的断裂强度为2.5MPa， 断裂伸长为3.1%。生物膜浸提液的皮肤刺激试验、皮内反应试验、溶血试验以及生物膜的 皮内植入试验均未发现明显的异常反应(如炎症、水肿、红斑等)，表明本专利技术专利所述 的角蛋白晶须增强生物相容性同质复合膜具有良好的生物相容性。实施例2将6. 25g开松、除杂后的废弃羊绒用乙醚清洗、干燥后剪成5mm小段，将其浸入到250ml含有亚硫酸钾和尿素的溶液中，其中，所述溶液是通过将亚硫酸钾加到7M尿素水溶本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种角蛋白晶须增强的生物相容性同质复合膜，其特征在于，由角蛋白基质和分散在角蛋白基质中的角蛋白晶须组成，角蛋白晶须与角蛋白基质的重量比为５－３０∶７０－９５，角蛋白晶须在复合膜中随机排列或取向排列。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：于伟东，范杰，刘洋，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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