【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及蛋白支架的制备，尤其是涉及一种可控结构的丝素蛋白支架的制备方法及丝素蛋白支架。
技术介绍
1、丝素蛋白生物组织工程支架因能在一定程度上模仿细胞外基质的结构和功能，为细胞提供理想的生长、增殖和分化的微环境，已被广泛应用于包括软骨、骨、血管、皮肤等组织工程研究的各个领域。丝素蛋白由gly、ala、ser等18种氨基酸组成，具有两性电荷，是一种天然结构性蛋白。它由丝素经脱丝胶而得，是自然界中生物相容性、可生物降解性良好的天然高分子。
2、目前，丝素的结晶结构公认是silkι和silkⅱ这两种结晶结构。silkⅰ结晶发现于蚕在纺丝前储存的液态丝素溶液，介于α-螺旋与β-折叠之间的一种亚稳态的结晶形态，结构不够稳定。当纺成固态纤维后，丝素蛋白的结晶为反平行折叠链片晶的silkⅱ结构。丝素蛋白相邻分子链间靠氢键连接，比较稳定。silkι在一定条件下能向silkⅱ转变，晶型的改变会影响丝素蛋白材料的降解性能以及机械性能等。而目前，对silkⅱ结构研究较多，制备容易、强度高，但silkⅱ结构的丝素蛋白不容易降解，在组织工程中应用受限。而silk i结构丝素蛋白支架降解较快，但缺点是其稳定性差，难于制备。
3、cn109054054a公开了一种丝素蛋白纳米颗粒及其制备方法，其在制备丝素蛋白纳米颗粒过程中，步骤如下：(1)配制质量浓度为0.01～1.0％的丝素蛋白溶液，液氮冷冻，获得冷冻丝素蛋白；(2)将冷冻丝素蛋白转移至冰箱中在温度为-10～0℃条件下冷冻处理2～5天，获得不溶于水的丝素蛋白纳米颗粒冷冻体；(
4、cn102743796a公开了一种用聚乙烯醇制成的丝素蛋白多孔海绵状支架及其制备方法和用途，所述支架由以下重量百分含量的丝素蛋白纤维60～80％和聚乙烯醇颗粒20～40％制成，所述支架上设有均匀分布的微孔，所述支架的孔隙率为85～95％；所述制备方法为：(1)从蚕丝中提取丝素蛋白形成丝素蛋白水溶液；(2)将聚乙烯醇溶液与丝素蛋白溶液混合；(3)将丝素蛋白和聚乙烯醇共混液移入透析袋，置于聚乙二醇溶液中透析浓缩；(4)将浓缩后的共混物置于塑料模具中，冷冻干燥；(5)干燥后的共混物放入水中漂洗，除去聚乙烯醇，形成海绵状丝素蛋白多孔材料；(6)将制成的多孔支架材料在室温下干燥即得；所述支架用于组织工程、软组织修复或药物缓释。该支架冷冻干燥处理的过程很难使丝素蛋白维持在silkι晶型结构，且难于调控丝素蛋白支架的孔隙率和形态结构，也无法很好地调控降解速率。
5、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一在于提供一种可控结构的丝素蛋白支架的制备方法。所述制备方法通过特定的冷冻步骤，冷冻过程中分子运动和热力学驱动的诱导的丝素蛋白组装。冷冻干燥阶段控制丝素蛋白分子凝聚过程中互相穿透、关联、缠结、凝聚，形成多链聚集体进程。本专利技术重点之一的是用温度场控制丝素蛋白从无规胶束经silk i自组装成silk ii聚集态结构进程，以一定的温度和时间阻断热致性液晶升温过程中丝素蛋白β-转角silk i结构到反平行β-折叠silk ii结构转变，使丝素蛋白支架中存在大量的水不溶解和可生物降解的silk i结构，从而保证丝素支架制备过程中易去除部分皂化聚乙烯醇模板和形成生物降解速率可控的支架。通过控制pva支架的孔隙率还可以进一步调控silk i结构丝素蛋白支架的孔隙率和形态结构，进一步调控降解速率，以适用于更多组织修复。
2、本专利技术的目的之二在于提供一种可控结构的丝素蛋白支架，所述可控结构的丝素蛋白支架由如上述的制备方法制备得到。所述可控结构的丝素蛋白支架中silkⅰ结晶结构占比较高，且silkⅰ结晶结构含量可控。
3、本专利技术的目的之三在于提供一种如上述的可控结构的丝素蛋白支架在制备伤口敷料、骨组织工程支架或抗菌类材料中的应用。
4、本专利技术的目的之四在于提供一种功能性丝素蛋白支架，所述功能性丝素蛋白支架包括上述的可控结构的丝素蛋白支架，以及功能性成分。
5、为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
6、第一方面，本专利技术提供一种可控结构的丝素蛋白支架的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
7、共混：将丝素蛋白的水溶液和聚乙烯醇的水溶液共混混合，得到丝素蛋白/聚乙烯醇的共混溶液；
8、第一次冻干：先将丝素蛋白/聚乙烯醇的共混溶液于-80～-20℃(例如可以是-80℃、-75℃、-70℃、-65℃、-60℃、-55℃、-50℃、-45℃、-40℃、-35℃、-30℃、-25℃、-20℃等)下进行冷冻处理后，再在12～72h(例如可以是12h、18h、24h、30h、36h、42h、48h、54h、60h、66h、72h等)内将温度升至-10～-1℃(例如可以是-10℃、-9℃、-8℃、-7℃、-6℃、-5℃、-4℃、-3℃、-2℃、-1℃等)，并于-10～-1℃(例如可以是-10℃、-9℃、-8℃、-7℃、-6℃、-5℃、-4℃、-3℃、-2℃、-1℃等)下进行低温处理，最后再进行冻干处理，冷冻干燥阶段控制丝素蛋白分子凝聚过程中互相穿透、关联、缠结、凝聚，形成多链聚集体进程，用温度场和时间控制丝素蛋白从无规胶束经silk i自组装成silk ii聚集态结构进程，得到富含silk i结构的丝素蛋白/聚乙烯醇的共混支架；
9、洗脱：将所述丝素蛋白/聚乙烯醇的共混支架中的聚乙烯醇洗脱；
10、第二次冻干：将洗脱后得到的支架进行冻干处理，得到所述可控结构的丝素蛋白支架。
11、在本专利技术中，第一次冻干的过程中分子运动和热力学驱动的诱导的丝素蛋白组装。在冷冻过程中，丝素蛋白溶液浓缩、链发生折叠。在升温过程中，丝素蛋白大分子获得足够的能量，发生分子链的运动，从而向体系更加稳定的silk i结构转变，升温速率是重要调控参数。基于此，本专利技术通过控制冻干过程中温度变换速率调控silk i结构，无需特殊工序，调配浓度后直接冻干。制备的支架成分100％丝素蛋白，不含其他成分和有毒助剂等，无毒副作用，制备方法简单，适和大批量生产。通过控制pva支架的孔隙率还可以进一步调控silk i结构丝素蛋白支架的孔隙率和形态结构，进一步调控降解速率，以适用于更多组织修复。且所述可控结构的丝素蛋白支架为生物降解速率可控的丝素蛋白支架。
12、优选地，所述丝素蛋白的水溶液和聚乙烯醇的水溶液的体积比为(5～9):(5～1)，例如可以是5:5、5.5:4.5、6:4、6.5:3.5、7:3、7.5:2.5、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可控结构的丝素蛋白支架的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的可控结构的丝素蛋白支架的制备方法，其特征在于，所述丝素蛋白的水溶液和聚乙烯醇的水溶液的体积比为(5～9):(5～1)；
3.根据权利要求1或2所述的可控结构的丝素蛋白支架的制备方法，其特征在于，所述丝素蛋白的水溶液中丝素蛋白的含量为2～8wt％；
4.根据权利要求1或2所述的可控结构的丝素蛋白支架的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇的水溶液中聚乙烯醇的含量为1～6wt％；
5.根据权利要求1所述的可控结构的丝素蛋白支架的制备方法，其特征在于，在所述第一次冻干处理的过程中，于-80～-20℃下进行冷冻处理所需的时间为6～60h；
6.根据权利要求1所述的可控结构的丝素蛋白支架的制备方法，其特征在于，所述洗脱具体包括以下步骤：
7.根据权利要求1所述的可控结构的丝素蛋白支架的制备方法，其特征在于，在所述第二次冻干处理的过程中，冻干处理包括冷冻处理和真空干燥处理；
8.一种可控结构的丝素蛋白支架，其
9.一种如权利要求8所述的可控结构的丝素蛋白支架在制备伤口敷料、骨组织工程支架或抗菌类材料中的应用。
10.一种功能性丝素蛋白支架，其特征在于，所述功能性丝素蛋白支架包括如权利要求8所述的可控结构的丝素蛋白支架，以及功能性成分；
...【技术特征摘要】
1.一种可控结构的丝素蛋白支架的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的可控结构的丝素蛋白支架的制备方法，其特征在于，所述丝素蛋白的水溶液和聚乙烯醇的水溶液的体积比为(5～9):(5～1)；
3.根据权利要求1或2所述的可控结构的丝素蛋白支架的制备方法，其特征在于，所述丝素蛋白的水溶液中丝素蛋白的含量为2～8wt％；
4.根据权利要求1或2所述的可控结构的丝素蛋白支架的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇的水溶液中聚乙烯醇的含量为1～6wt％；
5.根据权利要求1所述的可控结构的丝素蛋白支架的制备方法，其特征在于，在所述第一次冻干处理的过程中，于-80～-20℃下进行冷冻处理所需的时间为6～60h；
...
【专利技术属性】
技术研发人员：张久文，刘苹，
申请(专利权)人：跃美生物科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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