一种聚己内酯-角蛋白复合膜的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种聚己内酯-角蛋白复合膜的制备方法，包括：将聚己内酯溶于溶剂中，搅拌至完全溶解，得到聚己内酯溶液；将角蛋白溶于溶剂中，搅拌至完全溶解，得到角蛋白溶液；将上述聚己内酯溶液与角蛋白溶液按质量比为95:5-5:95混合，搅拌混匀，脱气处理后，浇铸到平板上，干燥，得到聚己内酯-角蛋白复合膜。该发明通过溶剂流延法将天然生物大分子材料角蛋白与聚己内酯复合制备成复合膜，使该膜显示出良好的力学及生物学功能。
【专利说明】—种聚己内酯-角蛋白复合膜的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于纳米复合膜领域，特别涉及一种聚己内酯-角蛋白复合膜的制备方法。
【背景技术】
[0002]角蛋白是一种不溶性的纤维状动物蛋白质，是外胚层细胞的结构蛋白，广泛存在于动物皮肤及皮肤附属物中，如毛发、蹄、壳、爪、角、鳞片等。近几年的大量研究表明，角蛋白是一种生物相容性好且不被机体免疫排斥的优质生物医用材料，具有广阔的应用前景。目前，国内外已开展大量关于角蛋白生物材料的基础研究及动物实验研究，在创伤敷料[Wound Repair and Regeneration, 2012, 20:236-242]、人造骨[Journal of Bioactive and Compatible Polymers, 2013, 28:141-153]以及神经修复[Biomaterials34 (2013) 5907-5914]等方面都取得了良好效果，并有部分产品应用于临床。
[0003]但现有研究证明，由于角蛋白的分子量较低，单一的角蛋白材料制成的膜材料通常较脆，且力学强度不高，使其应用性受到限制。因此，目前，大多数的角蛋白基生物材料往往采用角蛋白与天然高分子或人工高分子复合，这样既可以保持以改善单一角蛋白力学性能较差的不足，如丝素蛋白[Biomacromo I ecu Ie S，2008, 9, 1299 - 1305]、PVA[Advances in Materi als Science and Engineering, 2014，Article ID163678]、PLGA[Journal of Bioactive and Compatible Polymers, 2013, 28:141-153]、PLLA[Biomed.Mater.2013,8:1-9]等。聚己内酯(PCL)是一种商业化的医用高分子材料，具有良好的生物相容性和可降解性，已通过美国药监局的批准，被广泛应用于药物载体、软组织修复、组织工程材料等生物医用领域。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种聚己内酯-角蛋白复合膜的制备方法，该发明通过溶剂流延法将天然生物大分子材料角蛋白与聚己内酯复合制备成复合膜，使该膜显示出良好的力学及生物学功能。
[0005]本发明的一种聚己内酯-角蛋白复合膜的制备方法，包括:
[0006](I)将聚己内酯溶于溶剂中，搅拌至完全溶解，得到聚己内酯溶液；
[0007](2)将角蛋白溶于溶剂中，搅拌至完全溶解，得到角蛋白溶液；
[0008](3)将上述聚己内酯溶液与角蛋白溶液按质量比为95:5-5:95混合，搅拌混匀，脱气处理后，浇铸到平板上，干燥，得到聚己内酯-角蛋白复合膜。
[0009]所述步骤(1)中聚己内酯的平均分子量为70，000-90, 000。
[0010]所述步骤(1)中溶剂为乙酸或乙酸/甲酸混合溶液；其中乙酸的质量体积百分浓度大于或等于80% ;乙酸/甲酸混合液中乙酸和甲酸的体积比为1:9-9:1。
[0011]所述步骤(1)中聚己内酯溶液的浓度为50-100mg/ml。
[0012]所述步骤(2)中角蛋白分子量为3_300kDa。[0013]所述步骤(2)中角蛋白可以是采用目前已公开报道的各种方法提取制备的角蛋白，包括还原法，氧化法以及水解法等。
[0014]所述的角蛋白可以从人发、羊毛、家禽羽毛、牛毛等人或动物毛发提取而得，也可以是来源于其他已报道的动物体。
[0015]所述步骤⑵中溶剂为甲酸或乙酸甲酸混合溶液；其中甲酸的质量体积百分浓度大于或等于80% ;乙酸/甲酸混合液中乙酸和甲酸的体积比为1:9-9:1。 [0016]所述步骤⑵中角蛋白溶液的浓度为10_20mg/ml。
[0017]所述步骤(3)中干燥温度为20_50°C，干燥时间为12_48h。
[0018]有益.效果
[0019]本发明通过溶剂流延法将天然生物大分子材料角蛋白与聚己内酯复合制备成复合膜，使该膜显示出良好的力学及生物学功能。
[0020]本发明采用溶剂流延法制备了一种基于聚己内酯和角蛋白两种材料的复合膜材料。具有力学强度高、生物相容性好、可降解性等优点，可用于创伤敷料等领域。
【具体实施方式】
[0021]下面结合具体实施例，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。
[0022]实施例1
[0023]以羊毛为原料采用还原法提取角蛋白，具体方法为:称取5g羊毛，以石油醚为溶剂采用索氏抽提法去除羊毛表面油脂，然后用乙醇清洗羊毛，风干。将上述羊毛加入100ml、lmol/1的巯基乙醇中，用NaOH调节pH约10.0，然后在40°C条件反应12h。反应结束后，将反应液收集(记为滤液I)，同时将反应剩余的羊毛固体过滤收集，继续用100ml、0.lmol/1的Tris碱液在40°C条件下处理2h，然后过滤除去固体，收集滤液(记为滤液2)。.将滤液I和2合并，于6000rpm离心5分钟，然后用截留分子量40，000的透析袋透析36h，最后将透析液加入液氮进行速冻处理，然后置入冷冻干燥机干燥得到干态的角蛋白粉末。
[0024]聚己内酯/角蛋白复合膜的制备:将质量为0.8g，分子量范围为70，000-90，000的聚己内酯溶于10ml、体积比为30/70的乙酸/甲酸混合液中，室温下进行磁力搅拌至完全溶解，得到浓度为80mg/ml的聚己内酯溶液。将0.2g角蛋白固体溶于IOml甲酸,室温下进行磁力搅拌至完全溶解，得到浓度为20mg/ml的角蛋白溶液。将上述聚己内酯与角蛋白溶液按照质量比60:40的比例进行混合，磁力搅拌至混合均匀，然后对该溶液进行减压脱气处理。将上述所得聚己内酯/角蛋白溶液浇铸到聚苯乙烯平板上，于50°C条件下干燥12h，得到膜状聚己内酯-角蛋白复合膜。
[0025]实施例2
[0026]以人发为原料采用还原法提取角蛋白，具体方法为:称取5g人发，以石油醚为溶剂采用索氏抽提法去除人发表面油脂，然后用乙醇清洗人发，风干。将上述人发加入200ml水与5g焦亚硫酸钠混合的溶液中，用NaOH调节pH约10.0，然后在60°C条件反应5h。反应结束后，将反应液收集(记为滤液I)，同时将反应剩余的人发固体过滤收集，继续用100ml、0.lmol/1的Tris碱液在40°C条件下处理2h，然后过滤除去固体，收集滤液(记为滤液2)。.将滤液I和2合并，于6000rpm离心5分钟，然后用截留分子量8，OOO的透析袋透析36h，最后将透析液加入液氮进行速冻处理，然后置入冷冻干燥机干燥得到干态的角蛋白粉末。
[0027]聚己内酯/角蛋白复合膜的制备:将质量为1.0g，分子量范围为70，000-90，000的聚己内酯溶于IOml乙酸中，室温下进行磁力搅拌至完全溶解，得到浓度为100mg/ml的聚己内酯溶液。将0.15g角蛋白固体溶于纯甲酸中，室温下进行磁力搅拌至完全溶解，得到浓度为15mg/ml的角蛋白溶液。将上述聚己内酯与角蛋白溶液按照质量比50:50的比例进行混合，磁力搅拌至混合均匀。将上述所得聚己内酯/角蛋白溶液浇铸到聚乙烯平板上，于30°C条件下干燥36h，得到膜状聚己内酯-角蛋白复合膜。
[0028]实施例3
[0029]以羊毛为原料采用氧化法提取角蛋白，具体方法为:称取5g羊毛，以石油醚为溶剂采用索氏抽提法去除羊毛表面油脂，然后用乙醇清洗羊毛，风干。向上述羊毛中加入100mL去离子水和5ml、30%的双氧水，然后在100°C条件反应2h。反应结束后，将反应液收集(记为滤液I)，同时将反应剩余的羊毛固体过滤收集，继续用100ml、0.lmol/1的Tris碱液在40°C条件下处理2h，然后过滤除去固体，收集滤液(记为滤液2)。.将滤液I和2合并,于6000rpm离心5分钟,然后用截留分子量8，000的透析袋透析36h,最后将透析液加入液氮进行速冻处理，然后置入冷冻干燥机干燥得到干态的角蛋白粉末。
[0030]聚己内酯/角蛋白复合膜的制备:将质量为1.0g，分子量范围为70，000-90，000的聚己内酯溶于10ml、体积比为10/90的乙酸/甲酸混合液中，室温下进行磁力搅拌至完全溶解，得到浓度为100mg/ml的聚己内酯溶液。将0.15g角蛋白固体溶于10ml、体积比为10/90的乙酸/甲酸混合液中，室温下进行磁力搅拌至完全溶解，得到浓度为15mg/ml的角蛋白溶液。将上述聚己内酯与角蛋白溶液按照质量比95:5的比例进行混合，磁力搅拌至混合均匀。将上述所得聚己内酯/角蛋白溶液浇铸到玻璃平板上，于50°C条件下干燥12h，得到膜状聚己内酯-角蛋白复合膜。
[0031]实施例4
[0032]以羊毛为原料采用氧化法提取角蛋白，具体方法为:称取5g羊毛，以石油醚为溶剂采用索氏抽提法去除羊毛表面油脂，然后用乙醇清洗羊毛，风干。向上述羊毛中加入100ml、4%的过氧乙酸，然后在60°C条件反应5h。反应结束后，将反应液收集(记为滤液1)，同时将反应剩余的羊毛固体过滤收集，继续用100ml、0.lmol/1的Tris碱液在40°C条件下处理2h，然后过滤除去固体，收集滤液(记为滤液2)。.将滤液I和2合并，于6000rpm离心5分钟，然后用截留分子量8，000的透析袋透析36h，最后将透析液加入液氮进行速冻处理，然后置入冷冻干燥机干燥得到干态的角蛋白粉末。 [0033]聚己内酯/角蛋白复合膜的制备:将质量为0.8g，分子量范围为70，000-90，000的聚己内酯溶于10ml、体积比为90/10的乙酸/甲酸混合液中，室温下进行磁力搅拌至完全溶解，得到浓度为80mg/ml的聚己内酯溶液。将0.2g角蛋白固体溶于10ml、体积比为90/10的乙酸/甲酸混合液中，室温下进行磁力搅拌至完全溶解，得到浓度为20mg/ml的角蛋白溶液。将上述聚己内酯与角蛋白溶液按照质量比5:95的比例进行混合，磁力搅拌至混合均匀。将上述所得聚己内酯/角蛋白溶液浇铸到聚苯乙烯平板上，于50°C条件下干燥12h，得到膜状聚己内酯-角蛋白复合膜。[0034]实施例5
[0035]将质量为0.8g，分子量范围为70，000-90, 000的聚己内酯溶于IOml乙酸，室温下
进行磁力搅拌至完全溶解，得到浓度为80mg/ml的聚己内酯溶液。将0.15g角蛋白固体溶于IOml乙酸，室温下进行磁力搅拌至完全溶解，得到浓度为15mg/ml的角蛋白溶液。将上述聚己内酯与角蛋白溶液按照质量比95:5的比例进行混合，磁力搅拌至混合均匀。将上述所得聚己内酯/角蛋白溶液浇铸到玻璃平板上，于20°C条件下干燥48h，得到膜状聚己内酯-角蛋白复合膜。
[0036]实施例6
[0037]将质量为1.0g，分子量范围为70，000-90，000的聚己内酯溶于10ml、体积比为30/70的乙酸/甲酸混合液，室温下进行磁力搅拌至完全溶解，得到浓度为质量100mg/ml的聚己内酯溶液。将0.2g角蛋白固体溶于IOml乙酸，室温下进行磁力搅拌至完全溶解，得到浓度为20mg/ml的角蛋白溶液。将上述聚己内酯与角蛋白溶液按照质量比90:10的比例进行混合，磁力搅拌至混合均匀。将上述所得聚己内酯/角蛋白溶液浇铸到玻璃平板上，于50°C条件下干燥12h，得到膜状聚己内酯-角蛋白复合膜。
[0038]实施例7
[0039]按 照实施例1中所述的制备方法制备聚己内酯-角蛋白复合膜，经分析测定，复合膜在干燥状态下的断裂强度为1.45MPa，断裂伸长率为65%。以成纤维细胞L929为细胞模型，采用扫描电子显微镜观察细胞在材料上的黏附形态，并通过MTT法对细胞的增殖行为进行评价，结果表明，成纤维细胞在复合膜上表现出良好的黏附形态和增殖行为，与单一聚己内酯膜相比具有显著性差异。按照实施例1中所述的制备方法，以单一的角蛋白制备的膜材料在干燥状态下脆性强、易破碎。
【权利要求】
1.一种聚己内酯-角蛋白复合膜的制备方法，包括: (1)将聚己内酯溶于溶剂中，搅拌至完全溶解，得到聚己内酯溶液； (2)将角蛋白溶于溶剂中，搅拌至完全溶解，得到角蛋白溶液； (3)将上述聚己内酯溶液与角蛋白溶液按质量比为95:5-5:95混合，搅拌混匀，脱气处理后，浇铸到平板上，干燥，得到聚己内酯-角蛋白复合膜。
2.根据权利要求1所述的一种聚己内酯-角蛋白复合膜的制备方法，其特征在于:所述步骤(1)中聚己内酯的平均分子 量为70，000-90，000。
3.根据权利要求1所述的一种聚己内酯-角蛋白复合膜的制备方法，其特征在于:所述步骤(1)中溶剂为乙酸或乙酸/甲酸混合溶液；其中乙酸的质量体积百分浓度大于或等于80% ;乙酸/甲酸混合液中乙酸和甲酸的体积比为1:9-9:1。
4.根据权利要求1所述的一种聚己内酯-角蛋白复合膜的制备方法，其特征在于:所述步骤(1)中聚己内酯溶液的浓度为50-100mg/ml。
5.根据权利要求1所述的一种聚己内酯-角蛋白复合膜的制备方法，其特征在于:所述步骤(2)中角蛋白分子量为3-300kDa。
6.根据权利要求1所述的一种聚己内酯-角蛋白复合膜的制备方法，其特征在于:所述步骤(2)中溶剂为甲酸或乙酸甲酸混合溶液；其中甲酸的质量体积百分浓度大于或等于80% ;乙酸/甲酸混合液中乙酸和甲酸的体积比为1:9-9:1。
7.根据权利要求1所述的一种聚己内酯-角蛋白复合膜的制备方法，其特征在于:所述步骤(2)中角蛋白溶液的浓度为10-20mg/ml。
8.根据权利要求1所述的一种聚己内酯-角蛋白复合膜的制备方法，其特征在于:所述步骤(3)中干燥温度为20-50°C，干燥时间为12-48h。
【文档编号】C08L67/04GK104004209SQ201410263682
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月13日 优先权日:2014年6月13日
【发明者】杨光 申请人:东华大学