一种丝素蛋白管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种丝素蛋白管及其制备方法，特别涉及具有良好力学性能的丝素蛋白管状材料以及制备方法。首先，以蚕丝为原料，经脱胶、溶解、透析制成丝素蛋白溶液；同时，用脱胶后的丝线在第一模具上编织成骨架结构把该结构固定在圆筒形的第二模具中，注入丝素蛋白溶液，通过控制丝素蛋白溶液中水的挥发，获得以脱胶蚕丝为骨架的高强度丝素蛋白管。本发明专利技术所述制备过程温和，无需任何交联剂和其他毒性有机试剂，条件可控，易于产业化，管状材料的尺寸和形状可以通过模具的改变加以控制。制备的丝素蛋白管的干态和湿态力学性能均有显著提高，强度可有效满足临床实际缝合要求，可以应用于血管、神经导管、瘘管以及其他相关医疗领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种丝素蛋白管制备方法，特别是涉及一种以丝素蛋白为原料，制备力学强度高的丝素蛋白管材料，所述丝素蛋白管不仅可用作血管、药物缓释载体等，还可以作为神经导管、瘘管、韧带、肌腱等医疗外科修复材料。
技术介绍
生物医用材料要求所使用的材料不仅具有良好的生物相容性，同时必须具备可控的生物降解性、一定的力学强度、以及可以释放因子或者其它相关药物的性能。为保护其生物相容性和可能加载药物的活性，生物管状材料的制备过程应当尽可能温和，并尽量避免毒性有机溶剂的使用。在现有的技术中，虽然有多种合成的和天然的高分子生物管状材料，例如聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、纤维素、壳聚糖、胶原蛋白等，但是将其用作医用生物管状材料时，有的生物相容性差，有的原料来源不足或者价格昂贵。因此人们一直在寻找理想的医用生物 管状材料。蚕丝是一种天然高分子材料，由丝素和丝胶两部分组成。丝素占蚕丝的70-80%，由蚕丝脱胶后而得到。丝素蛋白具有包括Silk I和Silk II在内的不同结晶结构，晶体种类和晶体含量的不同可以决定丝素蛋白的溶解性和降解性。通过调整其晶体和非晶体结构，丝素蛋白在体内的降解速率可以从I年降低到半个月左右，从而满足不同组织修复和再生的需要。丝素蛋白目前已有广泛应用，例如丝素线用作手术缝合线已经有几百年历史；丝素为原料制得的多孔材料、水凝胶、静电纺纤维可用作药物释放载体；丝素为原料制得的丝素膜，也可用作抗凝血材料、人工皮肤、创面保护膜以及药物控制释放材料等。同时蚕丝的来源相对比较充足，而且价格也较为低廉，所以说丝素是较为理想的医用生物材料。但是由于再生丝素蛋白管壁是水溶性的，且柔韧性比较差，强度不高，所以丝素管在生物医学领域的应用范围受到很大的局限。虽然普通方法制得的纯丝素蛋白管经过甲醇处理可以减少丝素管的溶失率，提高丝素管的强度，但制得的丝素管更脆，断裂伸长率更低。为改善丝素管的性能，最常用的方法是将丝素和其他高分子材料复合，如壳聚糖、聚氨酯、海藻酸钠、胶原、明胶等材料和丝素的复合。但是这种复合往往会使材料的生物相容性降低。因此寻找一种新的能够提高丝素生物材料强度和柔韧性的方法，使其可以直接应用于生物医学领域是非常重要的。Michael Lovett等开始用反复浸溃法获得了强度较高的丝素蛋白管，但是该方法做的丝素蛋白管比较厚，柔韧性欠佳；而Leah Soffer等人用静电纺的方法做的丝素蛋白管也具有不错的力学性能，数据显示达到了血管力学强度的要求。但是静电纺制备的丝素蛋白材料往往需要用有毒的甲醇处理来提高其稳定性，这对材料的生物相容性有潜在的危险。近年来，随着生物材料科学的发展，新型生物管状材料逐渐受到研究者的广泛重视，同普通生物管状材料相比，降解速度以及结构可控的丝素蛋白管状材料能够更好的促进组织再生，从而实现更有效的修复效果，这就需要研究新型的制备技术，切实促进丝素蛋白生物材料在再生医学中的临床应用。
技术实现思路
为了解决现有技术中，纯丝素管壁的强度低、韧性差，而与其他高分子材料共混成膜时生物相容性下降的缺点。本专利技术的专利技术目的是提供一种生物相容性良好而且力学性能优异的不溶性丝素蛋白管的制备方法。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是:一种丝素蛋白管状材料，所述丝素蛋白管状材料设有熟丝编织物形成的骨架，骨架由相互交叉的丝蛋白熟丝纤维构成，熟丝之间距离在50 μ m-5mm之间，骨架嵌在一层致密的0.05mm 5mm厚的丝素蛋白膜中。该骨架的结构可以根据实际需要调整。一种丝素蛋白管状材料的制备方法，包括以下步骤:将蚕丝脱胶后的熟丝用纺织机器在第一模具上编织成骨架，然后将该骨架放置到第二模具内；将丝素蛋白溶液注入放置有骨架的第二模具中，经过在10 90°C下控制丝素蛋白溶液的蒸发速度，使其在4小时 5天干燥成膜,在骨架表面直接包覆一层不溶于水的0.05mm 5_厚的丝素蛋白膜，制备得到高强度的主要由β-sheet结构组成的丝素蛋白管。上述技术方案中，在熟丝骨架表面包覆一层0.05mm 5mm厚的丝素蛋白膜,具体步骤为: (1)选取光滑的第一模具，用熟丝线，通过纺织机器在其上面织出骨架结构； (2)把带有骨架结构的第一模具底端固定竖立在第二模具中，往第二模具中倒入丝素蛋白水溶液，使其浸没骨架结构； (3)在设定的温度条件下，随着丝素溶液中水分的缓慢蒸发，会在骨架结构上形成一层不溶性的丝素蛋白膜。上述步骤(I)中，第一模具为圆柱形、圆锥形或其他结构。为圆柱形时的直径范围为0.1 100mm，可以产生直径0.1 IOOmm的丝素管。上述步骤(I)中，熟丝线的细度在3 1000旦。上述步骤(I)中，熟丝编织的骨架结构为针织结构或编织结构中的一种。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点: 1.本专利技术所提供的丝素蛋白管，没有加入任何有毒物质，它的全部成分均为桑蚕丝丝素蛋白，是一种相当纯的天然蛋白质，且丝素蛋白氨基酸组成中含有大量的乙氨酸和丙氨酸与构成人体的胶原蛋白有一定的相似性，因此在人体内有很好的相容性。2.本专利技术制得的丝素管通过熟丝线编织的加强骨架结构提高了丝素管的力学性能，而且制得的丝素管在湿态时可以保持较好的弹性。3.本专利技术制得的丝素管管壁的厚度和力学性能的强度也可以通过丝线的粗细和骨架结构的疏密程度来调节。4.丝素膜在制作过程中还可以加入药物，通过控制药物的缓慢释放来达到特定的效用。5.本专利技术制备的丝素蛋白管状材料经灭菌后可以常温下长期保存。附图说明图1是实施例1中管状材料的宏观图片；图2是实施例1管剪开的微观图片； 图3是管状膜材料的红外图谱。具体实施例方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述: 实施例1: 参见图1及2所示，一种丝素蛋白管状材料，所述高强度材料设有熟丝编织物为骨架，该骨架的结构可以根据实际需要调整；骨架表面包覆一层致密的0.05mm 5mm厚的丝素蛋白膜。提供一种丝素蛋白管状材料的制备方法，包括以下步骤:将蚕丝脱胶后的熟丝用纺织机器在特定结构的第一模具上编织成不同结构的骨架，然后将该骨架放置到第二模具内；将丝素蛋白溶液注入放置有第一模具的第二模具中，经过在一定温度下控制丝素蛋白溶液的蒸发，在骨架表面包覆一层0.05mm 5mm厚的丝素蛋白膜，制备得到所述高强度的丝素蛋白管。上述技术方案中,在熟丝骨架表面包覆一层0.05mm 5mm厚的丝素蛋白膜,具体步骤为: (1)选取光滑的第一模具，用熟丝线，通过纺织机器在其上面织出骨架结构； (2)把带有骨架结构的第一模具底端固定竖立在第二模具中，往第二模具中倒入丝素蛋白水溶液，使其浸没骨架结构； (3)在设定的温度条件下，随着丝素溶液中水分的缓慢蒸发，会在骨架结构上形成一层不溶性的丝素蛋白膜。上述步骤(I)中，第一模具为圆柱形、圆锥形或其他结构。为圆柱形时的直径范围为0.1 100mm，可以产生直径0.1 100mm的丝素管。上述步骤(I)中，熟丝线的细度在:3~1000旦。上述步骤(I)中，熟丝编织的骨架结构为针织结构或编织结构中的一种。上述步骤(3)中，温度的设定范围为10 90°C，水分蒸发时间为4h 5d。实施例2: 1.将150g生丝放入6L浓度为0.05%的碳酸钠水溶液中煮沸0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种丝素蛋白管状材料，其特征在于：所述丝素蛋白管状材料设有熟丝编织物形成的骨架，骨架由相互交叉的丝蛋白熟丝纤维构成，熟丝之间距离在50μm?5mm之间，骨架嵌在一层致密的0.05mm～5mm厚的丝素蛋白膜中。

【技术特征摘要】
1.一种丝素蛋白管状材料，其特征在于:所述丝素蛋白管状材料设有熟丝编织物形成的骨架，骨架由相互交叉的丝蛋白熟丝纤维构成，熟丝之间距离在50 μ m-5mm之间，骨架嵌在一层致密的0.05mm 5mm厚的丝素蛋白膜中。2.一种丝素蛋白管状材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:将蚕丝脱胶后的熟丝用纺织机器在第一模具上编织成骨架，然后将该骨架放置到第二模具内；将丝素蛋白溶液注入放置有骨架的第二模具中，经过在10 90°C下控制丝素蛋白溶液的蒸发速度，使其在4小时 5天干燥成膜,在骨架表面直接包覆一层不溶于水的0.05mm 5_厚的丝素蛋白膜，制备得到高强度的主要由β-sheet结构组成的丝素蛋白管。3.根据权利要求2所述的丝素蛋白管状材料的制备方法，其特征在于，在熟丝骨架表面包覆一层0.05mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕强，董朝飞，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：