一种丝素蛋白可吸收植入材料及其制备方法

本发明涉及人体可降解植入材料，具体涉及一种丝素蛋白可吸收植入材料及其制备方法。

背景技术：

1、组织工程材料是将体外培养的组织、细胞吸附于一种生物相容性良好并可被人体逐步降解吸收的生物材料上，形成细胞-生物材料复合物，能够对病损组织进行形态、结构和功能的重建。与之相对应的骨组织工程的目的是建立种子细胞和生物支架材料的复合体，通过体外培养形成具有一定结构和功能的组织，然后植入体内实现缺损部位的完美修复。

2、骨折作为生活中人们面临的常见病痛一直困扰着人们，愈合时间长与愈合过程中易产生骨质疏松症状的特点是骨折修复过程中人们遭受病痛的主要原因，另外若采用体内不可降解的骨折内固定材料，骨折修复后固定材料的二次取出也是病人必须承受的痛苦。目前临床上，可人体降解的高分子材料-聚乳酸因其优异的力学性能而被人们认可，并且降解产物-乳酸可直接参与人体代谢。聚乳酸已在骨折固定装置、干涉螺钉、缝合锚钉、半月板修复、重建手术、血管移植物、关节软骨修复、骨移植替代物、硬脑膜替代物、皮肤替代物及组织增强和支架中应用。但是聚乳酸降解产生的大量乳酸对宿主组织具有一定腐蚀性，造成人体不适，不能用于大面积骨折处理。针对临床上现有骨折内固定材料存在的问题，如何在保证内固定材料的体内可降解性、良好的生物相容性的前提下，提高材料的力学性能仍是科学家们关注的热点。

3、丝素蛋白（sf）是由蚕茧中提取的绿色可持续性资源，因其具有良好的力学性能和生物相容性以及相对较好的环境稳定性，使其在生物医学领域有广泛的应用前景。通过丝素蛋白材料的再生加工制备而来的可吸收骨钉受到广泛关注，并具有极大的潜在应用价值。目前制备丝素蛋白的方法被广泛报道，主要分为三种。第一种是将丝蛋白溶解于中性盐溶液中，透析后进行干燥，再溶解于六氟异丙醇（hfip）中得到丝素蛋白-hfip溶液，经甲醇诱导形成凝胶并干燥，最后通过机械加工形成骨钉[gabriel s. perrone, et al. theuse of silk-based devices for fracture fixation. nat commun, 2014, 5, 3385.]。第二种是利用中性盐溶解并透析得到纯丝素蛋白水溶液，再进行浓缩并于模具中干燥，最后通过车床加工制备骨钉[一种蚕丝蛋白骨钉及其制备方法, 中国专利, 申请号201510766615 .x，公开日期2020年6月23日]。第三种是采用中性盐溶解、透析、冷冻干燥、粉碎得到再生丝素蛋白粉，然后对再生丝素蛋白粉进行热压得到丝素蛋白固体，再进行车床加工制备骨钉[guo c, et al. thermoplastic moulding of regenerated silk. natmater, 2020, 19: 102.]。然而，上述技术方案都是采用中性盐溶解并透析，还涉及浓缩固化、hfip再溶解等工艺。中性盐溶解已被证实会严重破坏蚕丝结构，造成再生丝素蛋白材料力学性能差。丝素蛋白溶液透析过程十分漫长，不仅会造成丝素蛋白大量流失（损失30%以上），而且透析过程丝素蛋白不稳定容易变性，甚至再生细菌微生物影响材料生物相容性。丝素蛋白溶液浓缩过程中容易变性，且容易滋生细菌微生物。hfip再溶解溶解效率低，且hfip毒性较大，影响丝素蛋白材料生物相容性。因此，有必要针对以上技术方案存在的问题，构建丝素蛋白可吸收材料的新型制备方法。

4、

技术实现思路

1、要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种丝素蛋白可吸收植入材料，有别于以往制备丝素蛋白骨钉骨板的方法，具有制得率高、损耗小、制备工艺流程简单、制备时间短、力学性能优良等优点。

2、技术方案：一种丝素蛋白可吸收植入材料的制备方法，包括以下步骤：

3、s1. 丝素蛋白纤维的制备：将蚕丝进行脱胶处理，然后进行洗涤和干燥，得到丝素蛋白纤维；

4、s2. 丝素蛋白溶液的制备：将丝素蛋白纤维溶解于酸-盐混合溶液中，得到丝素蛋白-酸-盐混合溶液；

5、s3. 丝素蛋白凝胶体的制备：将步骤s2中丝素蛋白-酸-盐混合溶液倒入透析袋中，然后浸入溶剂中进行凝胶化处理，得到丝素蛋白凝胶体；

6、s4. 纯丝素蛋白凝胶体的制备：将步骤s3中制备的丝素蛋白凝胶体经电渗析处理后得到纯丝素蛋白凝胶体；

7、s5. 丝素蛋白固体的制备：对纯丝素蛋白凝胶体进行干燥，得到丝素蛋白固体；

8、s6. 可吸收植入丝素蛋白材料的制备：对干燥后的丝素蛋白固体进行机械加工，制备出可吸收植入丝素蛋白材料。

9、优选的，所述步骤s1中所述蚕丝为桑蚕丝、柞蚕丝或蓖麻蚕丝中的任意一种或两种及两种以上的组合物。

10、优选的，所述步骤s1中干燥工艺为自然干燥、热风干燥、冷冻干燥中的一种。

11、优选的，所述步骤s2中酸-盐混合溶液中的酸为甲酸，所述酸溶液浓度为50~98v/v%。

12、优选的，所述步骤s2中酸-盐混合溶液中的盐为溴化锂、氯化钙、氯化镁、氯化锌、硫氰酸锂、硫氰酸镁、硫氰酸钠、硝酸钙或硝酸钙中的任意一种或两种及两种以上的组合物，盐溶液浓度为1~50w/v%。

13、优选的，所述步骤s2丝素蛋白-酸-盐混合溶液中，丝素蛋白浓度为10~40 w/v%。

14、优选的，所述步骤s3溶剂为水、甲醇、乙醇、丙醇中的一种或两种及两种以上的组合物。

15、优选的，所述步骤s5干燥工艺为张力条件下自然干燥、热风干燥或真空干燥，其中张力为10n~100n。

16、上述任意一种制备方法制备的丝素蛋白可吸收植入材料。

17、上述的丝素蛋白可吸收植入材料在修复骨折部位的应用，作为骨钉或骨板用于骨折部位的固定，或硬组织修复固定。

18、有益效果：本发明一种丝素蛋白可吸收植入材料的制备方法，具有以下有益效果：

19、1、采用酸-盐作为溶解液，在常温快速溶解蚕丝的同时降低对蚕丝天然原纤结构的破坏，该溶解体系可以保留蚕丝天然的多级原纤结构，且溶解液具有十分稳定的特性，可以与其他材料混合均匀，如碳纳米管、石墨烯、壳聚糖等，通过该体系最终制备的丝素蛋白植入材料具有优异的力学性能、良好的生物相容性、可调的降解性能，满足临床不同要求；

20、2、本发明通过与现有丝素蛋白加工方法不同的丝素蛋白-酸-盐凝胶化处理，可快速得到丝素蛋白凝胶，并进一步纯化干燥得到丝素蛋白固体，该方法不仅可以简化加工工艺、并大大降低丝素蛋白固体制取时间，且避免传统透析过程中丝素蛋白流失，从而可以进行丝素蛋白固体的规模化制备，满足应用需求；

21、3、本发明中丝素蛋白-酸-盐溶液的凝胶化处理是利用其与水或有机溶剂接触过程中，盐离子的析出与水或有机溶剂的渗入同时进行，在离子减少、溶液ph值降低或有机溶剂渗入的共同作用下，丝素蛋白发生结构转变，即从溶液状态转为凝胶态；

22、4、本发明中对含盐的丝素蛋白凝胶体进行电渗析处理，可以更加彻底地去除丝素蛋白中盐离子，得到高纯度丝素蛋白可吸收植入材料，纯度达到99.9%以上；

23、5、本发明制备的丝素蛋白可吸收植入材料具有优异的力学强度、良好的生物相容性、可调的降解性能，体内植入后可以根据需要降解，降解过程中不会产生热量、酸碱度变化、有毒物质，因此具有良好的人体适应性。

24、