一种丝素蛋白/明胶纤维增强壳聚糖复合止血材料的制备方法与流程

本发明涉及组织工程、生物医用材料领域，具体涉及一种丝素蛋白/明胶纤维增强壳聚糖复合止血材料的制备方法。
背景技术：
：创伤性出血是在日常突发事故中经常遇到的问题，如果未及时处理或处理不当，可能会危及生命，因此开发综合性能优异的止血材料至关重要。目前用于生物医用抗凝血性研究的材料很多，如壳聚糖、明胶、海藻酸钠和纤维原蛋白等。壳聚糖是自然界中唯一带正电的碱性多糖，不仅具有优异的止血效果，而且具有良好的生物可降解性和抑菌性，所制备的止血材料已广泛应用于临床。然而以单一壳聚糖为原料所制备的止血材料对于大创伤面的止血效果有限，且力学性能略显不足，需要考虑复合其他止血材料。丝素蛋白是自然界中最容易获得且经济实惠的一种天然高分子，具有良好的力学性能，同时具有促进组织再生和伤口愈合的作用。明胶是动物界最为丰富的蛋白质之一，具有良好的加工性和生物相容性，可被制备为各类形态的材料，如致密网状结构、多孔海绵状和薄膜状等，其中明胶海绵具有加速凝血的功能。本专利将丝素蛋白/明胶/壳聚糖三者进行混合通过制备方法实现力学性能优异且对大创伤面的止血效果好的止血材料。技术实现要素：发明目的：针对现有技术中存在的止血材料力学性能不足的问题，本发明提出一种丝素蛋白/明胶纤维增强壳聚糖复合止血材料的制备方法，将丝素蛋白和明胶制备成复合纤维，并以该复合纤维为增强材料将其加入壳聚糖基体中，借助冷冻干燥方法制备三元复合止血材料，该止血材料提高纯壳聚糖材料的力学性能，并且止血性能优异。技术方案：本发明提供了一种丝素蛋白/明胶纤维增强壳聚糖复合止血材料的制备方法，包括如下步骤：s1：将一定浓度丝素蛋白水溶液与4%的明胶水溶液进行共混，使二者质量比控制在一定范围，混合均匀后，将混合溶液浓缩至丝素蛋白达到一定浓度；s2：通过静电纺丝法，将s1所述混合溶液制备成丝素蛋白/明胶复合纤维毡；s3：利用80vol.%乙醇水溶液对s2中丝素蛋白/明胶复合纤维毡进行后处理，得到的复合纤维毡放入水中，对其进行高速剪切，制备一定浓度的纤维水分散液；s4：称取一定质量的壳聚糖，并溶解于2vol.%醋酸水溶液中，得到一定浓度的壳聚糖溶液；s5：将s3中复合纤维水溶液与s4中壳聚糖溶液按照一定质量比进行混合；s6：对s5所述混合溶液进行冷冻干燥，得到三维多孔支架，采用80vol.%乙醇水溶液对其进行后处理，获得丝素蛋白/明胶/壳聚糖支架；进一步地，所述s1中，丝素蛋白溶液水溶液的质量分数为10~20%，所述明胶与丝素蛋白二者质量比为1：1~1：4，所述混合溶液浓缩至丝素蛋白质量分数为30%~40%；进一步地，所述s2中，静电纺丝法的条件为：纺丝电压为14~20kv，针头到接收器的接收距离为10~15cm，微量注射泵的挤出速度为0.6~1.2ml/h，环境温度为10~20℃，湿度为40~60rh%；进一步地，所述s3中乙醇水溶液后处理时间为1h，复合纤维水分散液的质量分数为0.5~5%；进一步地，所述s4中所制备壳聚糖溶液浓度为20~40g/l；进一步地，所述s5中丝素蛋白/明胶/壳聚糖复合溶液，丝素蛋白/明胶复合纤维与壳聚糖质量比为1：100~1：200；进一步地，所述s6中冷冻温度为-80~-20℃，冷冻时间为48h，乙醇水溶液后处理时间为0.5h。有益效果：本发明创造性地制备出一种丝素蛋白/明胶纤维增强壳聚糖复合止血材料，采用所选三种材料均为天然生物原料，以静电纺丝素蛋白/明胶复合纤维为增强材料，并加入壳聚糖基体中，制备三维多孔止血材料，该方法在提高壳聚糖基体材料力学性能的同时，又能促进其止血性，在生物医疗领域将具有良好的应用前景。附图说明图1为丝素蛋白/明胶/壳聚糖三元复合材料的扫描电镜图；其中，丝素蛋白与明胶质量比为1：1，纤维毡与壳聚糖质量比为1：100，（b）为（a）局部放大图。具体实施方式下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。本发明涉及组织工程、生物医用材料领域，公开了一种丝素蛋白/明胶纤维增强壳聚糖复合止血材料的制备方法，包括如下步骤：s1：将10~20%丝素蛋白水溶液与4%的明胶水溶液进行共混，使二者质量比控制在1：1~1：4，混合均匀后，将混合溶液浓缩至丝素蛋白质量分数为30%~40%；s2：通过静电纺丝法，将s1所述混合溶液制备成丝素蛋白/明胶复合纤维毡，静电纺丝法的条件为：纺丝电压为14~20kv，针头到接收器的接收距离为10~15cm，微量注射泵的挤出速度为0.6~1.2ml/h，环境温度为10~20℃，湿度为40~60rh%；s3：利用80vol.%乙醇水溶液对s2中丝素蛋白/明胶复合纤维毡进行后处理1h，得到的复合纤维毡放入水中，采用均质机对其进行高速剪切，制备0.5~5%的纤维水分散液；s4：称取一定质量的壳聚糖，并溶解于2vol.%醋酸水溶液中，得到20~40g/l的壳聚糖溶液；s5：将s3中复合纤维水溶液与s4中壳聚糖溶液按照1：100~1：200质量比进行混合；s6：对s5所述混合溶液进行冷冻干燥，冷冻温度为-80~-20℃，冷冻时间为48h，得到三维多孔支架，采用80vol.%乙醇水溶液对其进行后处理0.5h，获得丝素蛋白/明胶/壳聚糖支架。实施例1：用煮沸的碳酸钠水溶液对蚕茧进行脱胶，将脱胶后的蚕丝溶解于溴化锂（libr）水溶液中，经过离心、过滤、透析除去杂质和libr，得到再生丝素蛋白（rsf）水溶液，浓缩至rsf质量百分数为10%待用；将明胶（gel）溶于水中，制备质量百分数为4%的gel水溶液；将10%的rsf水溶液与4%的gel水溶液共混（控制gel与rsf质量比为1：1），将混合溶液浓缩至rsf质量分数为30%，通过静电纺丝法得到rsf/gel复合纤维毡。其中，静电纺丝法的实验参数为：相对湿度为40±5%、温度为22±5℃，针头内径为0.6mm，电压为20kv，针头到接收器（铝箔）的接收距离为10cm，微量注射泵的挤出速度为1.2ml/h。采用80vol.%乙醇水溶液对初生rsf/gel复合纤维毡后处理1h。将壳聚糖（cs）溶解于2vol.%醋酸水溶液中，配制浓度为20g/l的cs溶液；将经后处理的rsf/cs复合纤维毡用均质机捣碎，并均匀分散在cs溶液中（纤维毡与cs质量比为1：100）；利用冷冻干燥法制备rsf/gel/cs三元复合多孔材料；用80vol.%乙醇水溶液对rsf/gel/cs三元复合材料后处理0.5h。实施例2：实施例2与实施例1的不同之处为：实施例2控制gel与rsf质量比为1：4，其他操作与实施例1一样，如下：用煮沸的碳酸钠水溶液对蚕茧进行脱胶，将脱胶后的蚕丝溶解于溴化锂（libr）水溶液中，经过离心、过滤、透析除去杂质和libr，得到再生丝素蛋白（rsf）水溶液，浓缩至rsf质量百分数为10%待用；将明胶（gel）溶于水中，制备质量百分数为4%的gel水溶液；将10%的rsf水溶液与4%的gel水溶液共混（gel与rsf质量比为1：4），将混合溶液浓缩至rsf质量分数为30%，通过静电纺丝法得到rsf/gel复合纤维毡。其中，静电纺丝法实验参数同实施例1。用80vol.%乙醇水溶液对rsf/gel复合纤维毡后处理1h。将壳聚糖（cs）溶解于2vol.%醋酸水溶液中，配制浓度为20g/l的cs溶液；将经后处理的rsf/gel复合纤维毡用均质机捣碎，并均匀分散在20g/l的cs溶液中（纤维毡与cs质量比为1：100）；利用冷冻干燥法制备rsf/gel/cs三元复合多孔材料；用80vol.%乙醇水溶液对rsf/gel/cs三元复合材料后处理0.5h。实施例3：实施例3与实施例1的不同之处为：实施例3控制纤维毡与壳聚糖质量比为1：150，其他操作与实施例1一样。如下：用煮沸的碳酸钠水溶液对蚕茧进行脱胶，将脱胶后的蚕丝溶解于溴化锂（libr）水溶液中，经过离心、过滤、透析除去杂质和libr，得到再生丝素蛋白（rsf）水溶液，浓缩至rsf质量百分数为10%待用；将明胶（gel）溶于水中，制备质量百分数为4%的gel水溶液；将10%的rsf水溶液与4%的gel水溶液共混（gel与rsf质量比为1：1），将混合溶液浓缩至rsf质量分数为30%，通过静电纺丝法得到rsf/gel复合纤维毡。其中，其中，静电纺丝法实验参数同实施例1。用80vol.%乙醇水溶液对rsf/gel复合纤维毡后处理1h。将壳聚糖（cs）溶解于2vol.%醋酸水溶液中，配制浓度为20g/l的cs溶液；将经后处理的rsf/cs复合纤维毡用均质机捣碎，并均匀分散在20g/l的cs溶液中（纤维毡与壳聚糖质量比为1：150）；利用冷冻干燥法制备rsf/gel/cs三元复合多孔材料；用80vol.%乙醇水溶液对rsf/gel/cs三元复合材料后处理0.5h。实施例4：实施例4与实施例1、例3的不同之处为：实施例4控制纤维毡与cs质量比为1：200，其他操作与实施例1、例3一样。如下：用煮沸的碳酸钠水溶液对蚕茧进行脱胶，将脱胶后的蚕丝溶解于溴化锂（libr）水溶液中，经过离心、过滤、透析除去杂质和libr，得到再生丝素蛋白（rsf）水溶液，浓缩至rsf质量百分数为10%待用；将明胶（gel）溶于水中，制备质量百分数为4%的gel水溶液；将10%的rsf水溶液与4%的gel水溶液共混（gel与rsf质量比为1：1），将混合溶液浓缩至rsf质量分数为30%，通过静电纺丝法得到rsf/gel复合纤维毡。其中，静电纺丝法实验参数同实施例1。用80vol.%乙醇水溶液对rsf/gel复合纤维毡后处理1h。将壳聚糖（cs）溶解于2vol.%醋酸水溶液中，配制浓度为20g/l的cs溶液；将经后处理的rsf/gel复合纤维毡用均质机捣碎，并均匀分散在20g/l的cs溶液中（纤维毡与cs质量比为1：200）；利用冷冻干燥法制备rsf/gel/cs三元复合多孔材料；用80vol.%乙醇水溶液对rsf/gel/cs三元复合材料后处理0.5h。实施例5：实施例5与实施例1的不同之处为：实施例5控制cs溶液的浓度为30g/l，其他操作与实施例1一样。如下：用煮沸的碳酸钠水溶液对蚕茧进行脱胶，将脱胶后的蚕丝溶解于溴化锂（libr）水溶液中，经过离心、过滤、透析除去杂质和libr，得到再生丝素蛋白（rsf）水溶液，浓缩至rsf质量百分数为10%待用；将明胶（gel）溶于水中，制备质量百分数为4%的gel水溶液；将10%的rsf水溶液与4%的gel水溶液共混（gel与rsf质量比为1：1），将混合溶液浓缩至rsf质量分数为30%，通过静电纺丝法得到rsf/gel复合纤维毡。其中，静电纺丝法实验参数同实施例1。用80vol.%乙醇水溶液对rsf/gel复合纤维毡后处理1h。将壳聚糖（cs）溶解于2vol.%醋酸水溶液中，配制浓度为30g/l的cs溶液；将经后处理的rsf/cs复合纤维毡用均质机捣碎，并均匀分散在30g/l的cs溶液中（纤维毡与cs质量比为1：100）；利用冷冻干燥法制备rsf/gel/cs三元复合多孔材料；用80vol.%乙醇水溶液对rsf/gel/cs三元复合材料后处理0.5h。实施例6：实施例6与实施例1、例5的不同之处为：实施例6控制cs溶液的浓度为40g/l，其他操作与实施例1、例5一样。如下：用煮沸的碳酸钠水溶液对蚕茧进行脱胶，将脱胶后的蚕丝溶解于溴化锂（libr）水溶液中，经过离心、过滤、透析除去杂质和libr，得到再生丝素蛋白（rsf）水溶液，浓缩至rsf质量百分数为10%待用；将明胶（gel）溶于水中，制备质量百分数为4%的gel水溶液；将10%的rsf水溶液与4%的gel水溶液共混（gel与rsf质量比为1：1），将混合溶液浓缩至rsf质量分数为30%，通过静电纺丝法得到rsf/gel复合纤维毡。其中，静电纺丝法实验参数同实施例1。用80vol.%乙醇水溶液对rsf/gel复合纤维毡后处理1h。将壳聚糖（cs）溶解于2vol.%醋酸水溶液中，配制浓度为40g/l的cs溶液；将经后处理的rsf/gel复合纤维毡用均质机捣碎，并均匀分散在40g/l的cs溶液中（纤维毡与cs质量比为1：100）；利用冷冻干燥法制备rsf/gel/cs三元复合多孔材料；用80vol.%乙醇水溶液对rsf/gel/cs三元复合材料后处理0.5h。表1.本发明对实施例1~6得到的丝素蛋白/明胶纤维增强壳聚糖材料力学性能和凝血时间测试结果实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6压缩强度（kpa）587353476778凝血时间（s）344228221917参见附图1，附图1为丝素蛋白/明胶/壳聚糖（rsf/gel/cs）三元复合材料的sem图，rsf与gel质量比为1:1，纤维毡与cs质量比为1：100，其中（b）为（a）局部放大图。由图，在壳聚糖（cs）材料孔隙中，可以清晰看到丝素蛋白/明胶（rsf/gel）纤维，且纤维之间保持相连状态，这对支撑cs基体和提高其力学性能具有良好促进作用。上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。当前第1页12