【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于人造生物材料，特别涉及一种具有定向多孔结构的丝素蛋白复合壳聚糖基支架材料及其制备方法。
技术介绍
1、因创伤或手术等因素所导致的骨质丧失，称为骨缺损，因为骨缺损的存在，经常会引发骨不连接，愈合变缓或者不能愈合，以及局部的功能障碍。全球每年都有千万人由于严重的创伤、骨折合并感染、骨折后治疗未愈、骨肿瘤或者伴有其他合并症而患上骨缺损。而骨缺损的治疗过程十分漫长，且疗效不确定，给患者生理和精神上都造成了巨大的痛苦。传统治疗方法中的骨移植存在免疫排斥和供体不足等缺点，现阶段植入金属支架的治疗手段又面临着生物不相容性等问题，所以寻找一种适宜的骨缺损修复材料就显得十分重要。
2、壳聚糖(cs)是从甲壳类动物的壳层中提取的一种天然聚合物。首先，与合成材料相比较，壳聚糖有良好的亲水性，生物降解速度快，而且其解聚后产生的壳寡糖，赋予其良好的抗菌性能，其单体产物还能够被人体代谢或直接排出体外；其次，壳聚糖作为一种骨支架材料，可以在体内促进骨传导和成骨矿化；另外，壳聚糖还有利于伤口愈合、止血以及抗炎症的发生，这些优势性能使得壳聚糖成为骨缺损修复材料的首选。然而，传统的壳聚糖基支架材料往往不具备天然骨组织那样复杂的结构和性能。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种具有定向多孔结构的丝素蛋白复合壳聚糖基支架材料的制备方法，
2、将丝素蛋白、聚乙二醇、壳聚糖按照1：1～1.5：1～5的质量比，以溶液形式混合充分，对所得的混合溶液进行定向冷冻干燥得到具
3、作为优选：丝素蛋白为，将天然蚕丝经过脱胶处理后，充分溶解于溴化锂水溶液中后，经过透析处理所得到。
4、作为优选：将聚乙二醇溶解在乙酸溶液中得到聚乙二醇溶液后，再与丝素蛋白的溶液混合充分得到丝素蛋白/聚乙二醇溶液，将丝素蛋白/聚乙二醇溶液与壳聚糖的溶液混合充分得到混合溶液。
5、进一步地：乙酸溶液为乙酸和水按照体积比2：98混合充分而成，聚乙二醇按照2～5％的质量分数溶解在乙酸溶液中。
6、进一步地：丝素蛋白的溶液中，丝素蛋白的质量分数为2～5％。
7、进一步地：壳聚糖的溶液中，壳聚糖的质量分数为2～5％。
8、作为优选：将混合溶液倒入由底板为导热基板、其他部分均为保温隔热板构成的模具中并闭模密封，再将模具置于低温环境中定向冷冻充分后，将被冻结的丝素蛋白-壳聚糖复合材料脱模后转移至真空冷冻干燥机中升华干燥，从而得到具有定向多孔结构的丝素蛋白复合壳聚糖基支架材料。
9、进一步地：模具为轴向为竖直的中空柱状结构，横截面积为5～15cm2，高度为0.5～2.5cm。
10、进一步地：保温隔热板为高密度聚四氟乙烯板。
11、进一步地：导热基板为铜板、金板或铝板，其厚度小于1mm。
12、进一步地：低温环境为液氮环境，定向冷冻的时间为2min以上。
13、本专利技术还提供了一种上述制备方法得到的具有定向多孔结构的丝素蛋白复合壳聚糖基支架材料。
14、本专利技术的有益效果在于：丝素蛋白和壳聚糖具有生物降解性能和组织修复能力，将丝素蛋白引入到壳聚糖基骨缺损修复材料内部，并结合定向冷冻干燥技术，使支架的多孔结构也随之定向，有利于细胞的定向生长、新组织的形成和血管的生长，进而促进组织修复；
15、丝素蛋白是一种具有丰富生物活性的蛋白质，对细胞黏附和生长具有良好的促进作用，如促进细胞黏附、增殖和分化。在本方案的定向冷冻过程中，混合体系中的各大分子链段趋向于定向排列，使分子之间的相互缠结减弱，在此基础上，起初向混合体系中添加聚乙二醇分子。首先，由葡萄糖单元组成的壳聚糖具有较为刚性的空间结构，导致壳聚糖分子上氨基和羟基官能团位置受限，而相比之下，丝素蛋白是一种具有结构高度可变性的蛋白质大分子链段，这促使丝素蛋白上所含有的多种官能团，例如羟基、酮基等，相比于壳聚糖会更易与聚乙二醇结合形成氢键、范德华力等相互作用(聚乙二醇分子两端的羟基易与丝素蛋白表面官能团形成氢键，分子中的醚基主要通过其它相互作用与丝素蛋白结合)，使丝素蛋白与聚乙二醇结合形成相对更为稳定的复合体；同时，由于聚乙二醇具有较强亲水性(聚乙二醇上除分子两端的乙二醇基团(-ch2ch2oh)外，分子中醚键的氧原子可以与水分子形成氢键)，其在混合体系中会更倾向于与水结合，从而使在定向冷冻过程中与壳聚糖大分子间的缠结、羁绊效应逐渐减弱的丝素蛋白，能通过聚乙二醇分子更加靠近混合体系中的水相部分，后期冻干后，丝素蛋白也就更集中、靠近在基于水相结冰升华而形成的孔道的孔壁上。因此，在上述整个过程中实现了丝素蛋白一定程度地向孔道壁表面迁移，导致支架中用于黏附细胞的孔道壁上集中分布有更多的丝素蛋白，有利于支架的生物活性进一步增强；
16、所制备的支架保持理想的孔隙结构，是一种理化性能和生物相容性兼具的支架材料，具有广阔的应用前景。
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1.一种具有定向多孔结构的丝素蛋白复合壳聚糖基支架材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法为，将丝素蛋白、聚乙二醇、壳聚糖按照1：1～1.5：1～5的质量比，以溶液形式混合充分，对所得的混合溶液进行定向冷冻干燥得到具有定向多孔结构的丝素蛋白复合壳聚糖基支架材料。
2.如权利要求1所述的具有定向多孔结构的丝素蛋白复合壳聚糖基支架材料的制备方法，其特征在于：所述丝素蛋白为，将天然蚕丝经过脱胶处理后，充分溶解于溴化锂水溶液中后，再经过透析处理得到。
3.如权利要求1所述的具有定向多孔结构的丝素蛋白复合壳聚糖基支架材料的制备方法，其特征在于：将所述聚乙二醇溶解在乙酸溶液中得到聚乙二醇溶液后，再与所述丝素蛋白的溶液混合充分得到丝素蛋白/聚乙二醇溶液，将所述丝素蛋白/聚乙二醇溶液与所述壳聚糖的溶液混合充分得到所述混合溶液。
4.如权利要求3所述的具有定向多孔结构的丝素蛋白复合壳聚糖基支架材料的制备方法，其特征在于：所述乙酸溶液为乙酸和水按照体积比2：98混合充分而成，所述聚乙二醇按照2～5％的质量分数溶解在所述乙酸溶液中。
5.如权利要求3所述
6.如权利要求3所述的具有定向多孔结构的丝素蛋白复合壳聚糖基支架材料的制备方法，其特征在于：所述壳聚糖的溶液中，所述壳聚糖的质量分数为2～5％。
7.如权利要求1所述的具有定向多孔结构的丝素蛋白复合壳聚糖基支架材料的制备方法，其特征在于：将所述混合溶液倒入由底板为导热基板、其他部分均为保温隔热板构成的模具中并闭模密封，再将所述模具置于低温环境中定向冷冻充分后，将被冻结的丝素蛋白-壳聚糖复合材料脱模后转移至真空冷冻干燥机中升华干燥，从而得到具有定向多孔结构的丝素蛋白复合壳聚糖基支架材料。
8.如权利要求7所述的具有定向多孔结构的丝素蛋白复合壳聚糖基支架材料的制备方法，其特征在于：所述模具为轴向为竖直的中空柱状结构，横截面积为5～15cm2，高度为0.5～2.5cm，所述保温隔热板为高密度聚四氟乙烯板，所述导热基板为铜板、金板或铝板。
9.如权利要求7所述的具有定向多孔结构的丝素蛋白复合壳聚糖基支架材料的制备方法，其特征在于：所述低温环境为液氮环境，定向冷冻的时间为2min以上。
10.一种权利要求1至9任一项所述制备方法得到的具有定向多孔结构的丝素蛋白复合壳聚糖基支架材料。
...【技术特征摘要】
1.一种具有定向多孔结构的丝素蛋白复合壳聚糖基支架材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法为，将丝素蛋白、聚乙二醇、壳聚糖按照1：1～1.5：1～5的质量比，以溶液形式混合充分，对所得的混合溶液进行定向冷冻干燥得到具有定向多孔结构的丝素蛋白复合壳聚糖基支架材料。
2.如权利要求1所述的具有定向多孔结构的丝素蛋白复合壳聚糖基支架材料的制备方法，其特征在于：所述丝素蛋白为，将天然蚕丝经过脱胶处理后，充分溶解于溴化锂水溶液中后，再经过透析处理得到。
3.如权利要求1所述的具有定向多孔结构的丝素蛋白复合壳聚糖基支架材料的制备方法，其特征在于：将所述聚乙二醇溶解在乙酸溶液中得到聚乙二醇溶液后，再与所述丝素蛋白的溶液混合充分得到丝素蛋白/聚乙二醇溶液，将所述丝素蛋白/聚乙二醇溶液与所述壳聚糖的溶液混合充分得到所述混合溶液。
4.如权利要求3所述的具有定向多孔结构的丝素蛋白复合壳聚糖基支架材料的制备方法，其特征在于：所述乙酸溶液为乙酸和水按照体积比2：98混合充分而成，所述聚乙二醇按照2～5％的质量分数溶解在所述乙酸溶液中。
5.如权利要求3所述的具有定向多孔结构的丝素蛋白复合壳聚糖基支架材料的制备方法，其特征在于：所述丝素蛋白的溶液中...
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