一种丝胶蛋白多层网络凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种丝胶蛋白多层网络凝胶及其制备方法，该丝胶蛋白多层网路凝胶内部呈多孔网络结构，孔结构尺寸为60～300μm，其制备方法包括步骤1：将家蚕生丝或蚕茧经高温纯水脱胶，制备高浓度丝胶蛋白溶液；步骤2：将所述丝胶蛋白溶液用紫外光和生物酶催化共促丝胶蛋白交联；步骤3：将交联后的丝胶蛋白溶液混合海藻酸钠，依次经过涡旋、超声处理、反复冻融处理，形成多层网络丝胶蛋白凝胶。该制备方法的工艺路线简单、能耗低、反应条件绿色温和，避免了过量化学试剂对材料应用于生物医用材料时产生的副作用，且该丝胶蛋白凝胶机械性能优异，热水溶失率低，保水性高，适宜装载功能性药物用于日化面膜基材和组织工程支架材料。物用于日化面膜基材和组织工程支架材料。物用于日化面膜基材和组织工程支架材料。

【技术实现步骤摘要】
一种丝胶蛋白多层网络凝胶及其制备方法


[0001]本发涉及高分子材料
，特别是涉及一种紫外光与生物酶共促交联的丝胶蛋白多层网络凝胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]水凝胶是一种能够在水中溶胀、保持大量水分的三维网状聚合物。水凝胶作为一类重要的生物材料具有可膨胀和保持大量水分的特性，已被广泛地应用于生物医药和组织工程领域。其中一类水凝胶由天然生物材料(如胶原、海藻酸盐和壳聚糖等)制备，这类水凝胶因为拥有与机体高度相似的理化特性和优越的生物学性能而备受青睐。水凝胶可通过化学交联或物理交联方式制备得到。目前，研究较多的凝胶材料主要有胶原、明胶、透明质酸、壳聚糖、海藻酸钠、丝素蛋白等天然材料，以及聚乳酸、硅胶、聚乙烯醇、聚己内酯等合成材料。水凝胶因其三维网络结构而具有很强的吸水溶胀和保水能力，主要应用于组织工程领域、药物载体领域、细胞生长载体领域、医学诊断领域。
[0003]丝胶蛋白具有多重优异的理化性能，丝胶蛋白也因其抗紫外线活性、抗氧化、保湿、抗菌等性能，被广泛应用于美容保健和护肤产品中。同时，丝胶蛋白还具有优异的生物相容性、抗癌活性、细胞粘附活性和低免疫原性，可被制备成各种形式的生物材料应用到医学领域。采用物理或化学方法将天然丝胶蛋白制备成水凝胶，不仅具有良好的膨润性和锁水性，还能促进细胞的黏附与增殖，并且能在生物有机体内被降解成氨基酸。丝胶蛋白作为包覆在蚕丝外层的一种蛋白质，空间结构以无规则卷曲为主，并含有β
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折叠结构，是一种水溶性蛋白质，占蚕丝总质量的20～30％。
[0004]中国专利CN106750395A公开了一种制备无色透明的丝胶蛋白水凝胶的方法，其使用HRP和H2O2催化丝胶蛋白交联得到。通过使用该方法，可制备无色透明的丝胶蛋白水凝胶，并可将该丝胶蛋白水凝胶制备成无色透明的支架，用于搭载细胞，特别是肿瘤细胞，建立三维肿瘤模型，并由于其无色透明的特性，有利于对所构建的三维肿瘤模型进行观察和示踪，从而更好地研究肿瘤细胞及其发展的肿瘤组织的生物学行为，进行肿瘤致病机制和肿瘤治疗的研究。
[0005]中国专利CN106512080A提供了一种丝胶蛋白水凝胶的制备方法，先取蚕茧破碎，清洗后晾干，将碎片加至含有复合酶的水溶液中，高压均质，得到酶解液；然后采用微滤膜对酶解液进行过滤除杂，将所得清液导入层析柱中进行除杂，得到丝胶蛋白溶液；最后将所得丝胶蛋白溶液减压浓缩至体积缩小为15
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20％，加入戊二醛、柠檬酸，搅拌，静置，即得。该专利采用复合酶结合高压均质的工艺提取丝胶蛋白，提取效率高，所制成的丝胶蛋白水凝胶生物相容性较好。
[0006]但是，由于丝胶蛋白在提取过程中多肽链结构易被破坏，碎片化的多肽链通过交联方式形成相互连接的网络结构机械性能差，应用也进而受限。因此，如何通过将丝胶蛋白与其他材料结合制备成互穿网络结构的复合水凝胶，以此来改善丝胶水凝胶的机械性能，提高丝胶蛋白的应用范围，是亟需解决的。

技术实现思路

[0007]为此，本专利技术提供一种紫外光与生物酶共促交联的丝胶蛋白多层网络凝胶及制备方法，通过紫外光照射和谷氨酰胺转氨酶催化来降低丝胶蛋白的水溶性，并加入海藻酸钠提高丝胶蛋白材料的机械性能，经超声处理和反复冻融，获得多层网络结构的丝胶蛋白凝胶。
[0008]具体的有如下技术方案：
[0009]一种丝胶蛋白多层网路凝胶的制备方法，该丝胶蛋白多层网路凝胶内部呈多孔网络结构，孔结构尺寸为60～300μm，其制备方法包括以下步骤：
[0010]步骤1：将家蚕生丝或蚕茧经高温纯水脱胶，制备高浓度丝胶蛋白溶液；
[0011]步骤2：将所述丝胶蛋白溶液用紫外光和生物酶催化共促丝胶蛋白交联；
[0012]步骤3：将交联后的丝胶蛋白溶液混合海藻酸钠，依次经过涡旋、超声处理、反复冻融处理，形成多层网络丝胶蛋白凝胶。
[0013]优选地，所述步骤1中，制备丝胶蛋白溶液包括：
[0014]在进行步骤1之前，先将家蚕生丝剪成小段，或将蚕茧剪成小碎片，用常温去离子水清洗数次，去除杂质，并挤干备用；
[0015]然后再将生丝或蚕茧按浴比1:10在100℃高温的去离子水中处理2h，过滤得到所述高浓度丝胶蛋白溶液。
[0016]优选地，所述步骤2中，丝胶蛋白交联的制备包括：
[0017]先将步骤1中获得的丝胶蛋白溶液在紫外光下照射30～60min；
[0018]之后，再与所述生物酶在温度40℃、溶液pH 7的条件下，进行缓慢搅拌反应，交联时间选择2～4h，制得所述交联丝胶蛋白溶液。
[0019]优选地，所述生物酶为谷氨酰胺转氨酶；
[0020]所述谷氨酰胺转氨酶的终浓度为2～20U/mL。
[0021]优选地，所述步骤3中，多层网络丝胶蛋白凝胶制备的方法，包括以下步骤：
[0022]步骤301、在步骤2获得所述交联丝胶蛋白溶液中混入所述海藻酸钠，经过在涡旋仪中涡旋5～10min，超声波处理5～10min，机械搅拌4～8h，形成均匀的混合溶液；
[0023]步骤302、将经过所述步骤301处理后的混合溶液再经反复冻融，然后将溶液转移至模具中，在4℃条件下形成多层网络丝胶蛋白凝胶。
[0024]优选地，所述海藻酸钠与所述交联丝胶蛋白溶液的质量比为1/10～1/1。
[0025]优选地，反复冻融时，冷冻温度可选择
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20℃、
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40℃或
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80℃，融化温度为37℃。优选地，所述多层网络丝胶蛋白凝胶的1h保水率大于80％，24小时热熔失水率小于8％。
[0026]优选地，所述多层网络丝胶蛋白凝胶应用于但不限于护肤面膜、医用辅料、组织工程材料。
[0027]本专利技术还提供一种丝胶蛋白多层网络凝胶在日用化学工业品领域和生物材料医用领域中的应用。
[0028]本专利技术所获得的有益效果：
[0029](1)本专利技术方法通过生物酶和紫外光共催化作用，降低丝胶蛋白水溶性，再混合海藻酸钠，并经过超声处理和反复冻融，冷却成型获得丝胶蛋白多层网络凝胶。该制备方法的工艺路线简单、能耗低、反应条件绿色温和，避免了过量化学试剂对材料应用于生物医用时
产生的副作用，且该丝胶蛋白凝胶机械性能优异，热水溶失率低，保水性高，适宜装载功能性药物用于日化面膜基材和组织工程支架材料。
[0030](2)本专利技术这一中多层网络丝胶蛋白凝胶制备方法，反应路线简单，处理条件温和，可通过改变反应参数获得不同结构形态的丝胶蛋白凝胶；大大改善丝胶水凝胶的机械性能，提高了丝胶蛋白的应用范围。
[0031]上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
[0032]根据下文结合附图对本申请具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种丝胶蛋白多层网路凝胶的制备方法，其特征在于，该丝胶蛋白多层网路凝胶内部呈多孔网络结构，孔结构尺寸为60～300μm，其制备方法包括以下步骤：步骤1：将家蚕生丝或蚕茧经高温纯水脱胶，制备高浓度丝胶蛋白溶液；步骤2：将所述丝胶蛋白溶液用紫外光和生物酶催化共促丝胶蛋白交联；步骤3：将交联后的丝胶蛋白溶液混合海藻酸钠，依次经过涡旋、超声处理、反复冻融处理，形成多层网络丝胶蛋白凝胶。2.根据权利要求1所述的一种丝胶蛋白多层网路凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，制备丝胶蛋白溶液包括：在进行步骤1之前，先将家蚕生丝剪成小段，或蚕茧剪成小碎片，用常温去离子水清洗数次，去除杂质，并挤干备用；然后再将生丝或蚕茧按浴比1:10在100℃高温的去离子水中处理2h，过滤得到所述高浓度丝胶蛋白溶液。3.根据权利要求1所述的一种丝胶蛋白多层网路凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，丝胶蛋白交联的制备包括：先将步骤1中获得的丝胶蛋白溶液在紫外光下照射30～60min；之后，再与所述生物酶在温度40℃、溶液pH 7的条件下，进行缓慢搅拌反应，交联时间选择2～4h，制得所述交联丝胶蛋白溶液。4.根据权利要求3所述的一种丝胶蛋白多层网路凝胶的制备方法，其特征在于，所述生物酶为谷氨酰胺转氨酶；所述谷氨酰胺转氨酶的终浓度为2～20U/mL。5.根据权利要求1所述的一种丝胶蛋白多层网路凝胶的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：瞿静，俞金键，夏震然，卢神州，王春花，王永瑜，
申请(专利权)人：江苏华佳丝绸股份有限公司，
类型：发明
国别省市：