專利名稱：基于天然材料絲素蛋白和殼聚糖復(fù)合納米纖維膜的制備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于復(fù)合納米纖維膜的制備領(lǐng)域，特別涉及一種基于天然材料絲素蛋白和殼聚糖復(fù)合納米纖維膜的制備方法。
背景技術(shù)：
納米纖維由于具有尺度小、比表面積大和物理性能優(yōu)異等特點，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。電紡納米纖維膜有小的孔徑和高的比表面積，可促進止血反應(yīng)，其多孔結(jié)構(gòu)有利于細胞的呼吸而不引起傷口干燥，同時小的孔徑還可有效阻止細菌侵入，具有良好的透氣透氧性能，因而能誘導(dǎo)皮膚細胞更好的修復(fù)，有助于創(chuàng)面愈合與皮膚再生。納米纖維還是負載藥物的理想材料，可實現(xiàn)對藥物的控制釋放。此外，由天然蛋白和多糖組成的納米纖維結(jié)構(gòu)可以模擬天然細胞外基質(zhì)，利于細胞的生長和增殖，促進組織再生。
絲素蛋白(Silk Fibroin, SF)是一種天然蛋白質(zhì)，由于具有良好的生物相容性和可降解性、良好的透氣和透濕性、低免疫原性等優(yōu)異的性能，近年來被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域。羧甲基殼聚糖(Carboxymethyl chitosan,CMCS)是殼聚糖經(jīng)羧甲基化而得的一種水溶性多糖。殼聚糖是甲殼質(zhì)脫去乙?；漠a(chǎn)物，也稱為幾丁聚糖，是一種堿性多糖，也是一種天然的陽離子聚合物。殼聚糖無毒，易生物降解，無免疫抗原反應(yīng)，生物相容性好，并具有較好的機械性能，也是醫(yī)用研究的熱門生物材料。多種維生素被發(fā)現(xiàn)與皮膚健康有密切的關(guān)系，在專利CN 101736430B中，就公布了一種負載有維生素C的絲素蛋白納米纖維的制備方法，其纖維具有護膚效果。維生素C被譽為“美容維生素”，是卓越的抗氧化劑，可以幫助減少自由基對皮膚的損害，有助于減少皺紋并可改善皮膚結(jié)構(gòu)，而且有抑制皮膚黑色素的生成、淡化已生成的黑色素的作用。維生素E又稱為抗不生育維生素或生育酚，不溶于水，溶于有機溶劑，在空氣中會緩慢氧化，可以保護其他易被氧化的物質(zhì)不被破壞，是極有效的抗氧化劑，可對抗自由基等氧化劑對細胞的損傷。聚乙二醇維生素E琥拍酸酯(D-α-tocopherol polyethyleneglycolsuccinate, TPGS)是維生素E的水溶性衍生物，由維生素E琥珀酸酯的羧基與聚乙二醇酯化而成。TPGS已載入《美國藥典》,最早由美國Eastman公司生產(chǎn)并上市，已廣泛用作增溶劑、吸收促進劑、乳化劑以及水難溶性和脂溶性藥物傳遞系統(tǒng)的載體(如固體分散體、眼部給藥的載體、鼻腔內(nèi)給藥的載體等)。TPGS非常穩(wěn)定，室溫放置不水解，且?guī)缀鯚o味，可作為人體維生素E補充劑(美國現(xiàn)已有相關(guān)產(chǎn)品上市，如Mazuri )。研究表明，口服質(zhì)量分數(shù)為20%的TPGS溶液后，體內(nèi)維生素E濃度增長快，較低劑量的水溶性維生素E就能達到較高的血藥濃度。聚環(huán)氧乙燒(polyethylene oxide, ΡΕ0)具有良好的水溶性,容易加工成型,而且毒性很低，是一種用途廣泛的高分子化合物，可用做水溶性薄膜、水相減阻劑、紡織漿料、增稠劑、絮凝劑、潤滑劑、化妝品添加劑、抗靜電劑等。添加少量ΡΕ0，可以提升絲素蛋白的可紡性，改善所得納米纖維膜的力學(xué)性能，同時不影響納米纖維產(chǎn)物的生物功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于天然材料絲素蛋白和殼聚糖復(fù)合納米纖維膜的制備方法，該方法簡單，成本低廉，環(huán)保無污染，適合于工業(yè)化生產(chǎn)，所得產(chǎn)物是一種理想的新概念護膚品、皮膚創(chuàng)面敷料、組織再生支架。本發(fā)明的一種基于天然材料絲素蛋白和殼聚糖復(fù)合納米纖維膜的制備方法，包括(I)將聚乙二醇維生素E琥珀酸酯TPGS加熱融化，攪拌均勻，隨后于8(TlO(TC加入去離子水，攪拌10-20min至得到透明液體，即TPGS水溶液；(2)在上述TPGS水溶液中加入絲素蛋白SF、羧甲基殼聚糖CMCS、聚環(huán)氧乙烷PEO 和維生素C磷酸酯鈉，攪拌至所有溶質(zhì)完全溶解，得到SF/CMCS/PEO/TPGS/維生素C磷酸酯鈉混合紡絲液；(3)采用上述混合紡絲液進行靜電紡絲，即得到具有一定力學(xué)強度的以絲素蛋白/殼聚糖/PEO為骨架的負載維生素C和E的復(fù)合納米纖維膜。步驟(I)中所述的去離子水的用量是聚乙二醇維生素E琥珀酸酯TPGS質(zhì)量的10-15 倍。步驟(2)中所述的絲素蛋白SF的制備方法為將去蛹蠶繭在100 V的
O.5wt%Na2C03水溶液中煮2-5次，每次30min進行脫膠，然后再用摩爾比為1:2:8的CaCl2、C2H5OH和H2O的混合液或用O. 8g/ml LiBr水溶液在40_60°C溶解l_2h，最后用蒸餾水透析3-5天，冷凍干燥即得。步驟(2)中所述的SF/CMCS/PEO/TPGS/維生素C磷酸酯鈉混合紡絲液中SF的終濃度為20-35wt%。步驟(2)中所述的SF/CMCS/PEO/TPGS/維生素C磷酸酯鈉混合紡絲液中CMCS的終濃度為2. 0-3. 5wt%。步驟(2)中所述的SF/CMCS/PEO/TPGS/維生素C磷酸酯鈉混合紡絲液中PEO的終濃度為 2. 0_3. 5wt%。步驟(2)中所述的SF/CMCS/PEO/TPGS/維生素C磷酸酯鈉混合紡絲液中維生素C磷酸酯鈉的終濃度為0. l-8wt%。步驟(2)中所述的SF/CMCS/PEO/TPGS/維生素C磷酸酯鈉混合紡絲液中TPGS的終濃度為0. l-2wt%。步驟(3)中所述的靜電紡絲的工藝條件為靜電壓為16_20kV，接受距離為15-25cm，紡絲推進速率為0. 1-1. 0mL/h。有益效果(I)本發(fā)明在整個制備過程中不涉及到任何對環(huán)境和人類健康不友好的物質(zhì)，生物相容性好，成本低，操作簡單。(2)本發(fā)明產(chǎn)物由天然蛋白(絲素蛋白)和多糖(殼聚糖)復(fù)合納米纖維為骨架，同時負載兩種具有顯著抗氧化功效的維生素(C和E)，有助于細胞對抗各種氧化損傷，在皮膚保健護理、創(chuàng)面修復(fù)、組織再生等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。


圖I為實施例I所制得的納米纖維膜掃描電鏡照片(a)及纖維直徑分布圖(b)；圖2為實施例I所制得的納米纖維膜照片。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實施例I(I)將去蛹蠶繭在100°C的O. 5wt%Na2C03水溶液中煮3次，每次30min進行脫膠， 得到絲素蛋白，溶于摩爾比為1:2:8的CaCl2、C2H5O^P H2O中，60°C溶解I. 5h，用蒸餾水透析5天，冷凍干燥得到疏松的多孔狀固體絲素蛋白。(2)準確稱取含O. 072g維生素E的TPGS加熱至融化，加入90°C的920 μ L去離子水，磁力攪拌均勻，充分攪拌15min，撤去熱源，攪拌至呈透明的液體，得到TPGS水溶液。(3)準確稱取 O. 32g SF、0.032g CMCS、0. 024g 維生素 C 磷酸酯鈉、O. 08g ΡΕ0，加入到上述TPGS水溶液中，密封攪拌至呈透明液體，隨后靜置數(shù)分鐘后將混合紡絲液轉(zhuǎn)移至注射器中，電壓為20kV，注射泵推進速率為O. 3ml/h，采用鋁箔接收，接收距離為20cm，得負載兩種維生素的絲素蛋白/殼聚糖/PEO復(fù)合納米納米纖維膜，納米纖維平均直徑為492. 72 ±74. 46nm。實施例2(I)準確稱取含O. 072g維生素E的TPGS加熱至融化，加入90°C的920 μ L去離子水，磁力攪拌均勻，充分攪拌15min，撤去熱源，攪拌至呈透明的液體，得到TPGS水溶液。(2)準確稱取 O. 30g SF、0.030g CMCS、0. 024g 維生素 C 磷酸酯鈉、O. 08g ΡΕ0，加入到上述TPGS水溶液中，密封攪拌至呈透明液體，隨后靜置數(shù)分鐘后將混合紡絲液轉(zhuǎn)移至注射器中，電壓為18kV，注射泵推進速率為O. 4ml/h，采用鋁箔接收，接收距離為20cm，得負載兩種維生素的絲素蛋白/殼聚糖/PEO復(fù)合納米納米纖維膜，納米纖維平均直徑為501. 33±62. 35nm。
權(quán)利要求
1.一種基于天然材料絲素蛋白和殼聚糖復(fù)合納米纖維膜的制備方法，包括 (1)將聚乙二醇維生素E琥珀酸酯TPGS加熱融化，攪拌均勻，隨后于8(Γ100 加入去離子水，攪拌10-20min至得到透明液體，即TPGS水溶液； (2)在上述TPGS水溶液中加入絲素蛋白SF、羧甲基殼聚糖CMCS、聚環(huán)氧乙烷PEO和維生素C磷酸酯鈉，攪拌至所有溶質(zhì)完全溶解，得到SF/CMCS/PEO/TPGS/維生素C磷酸酯鈉混合紡絲液； (3)采用上述混合紡絲液進行靜電紡絲，即得。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于天然材料絲素蛋白和殼聚糖復(fù)合納米纖維膜的制備方法，其特征在于步驟(I)中所述的去離子水的用量是聚乙二醇維生素E琥珀酸酯TPGS質(zhì)量的10-15倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于天然材料絲素蛋白和殼聚糖復(fù)合納米纖維膜的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述的絲素蛋白SF的制備方法為將去蛹蠶繭在100°C的O. 5wt%Na2C03水溶液中煮2-5次，每次30min進行脫膠，然后再用摩爾比為1:2:8的CaCl2、C2H5OH和H2O的混合液或用O. 8g/ml LiBr水溶液在40_60°C溶解l_2h，最后用蒸餾水透析3-5天，冷凍干燥即得。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于天然材料絲素蛋白和殼聚糖復(fù)合納米纖維膜的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述的SF/CMCS/PEO/TPGS/維生素C磷酸酯鈉混合紡絲液中SF的終濃度為20-35wt%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于天然材料絲素蛋白和殼聚糖復(fù)合納米纖維膜的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述的SF/CMCS/PEO/TPGS/維生素C磷酸酯鈉混合紡絲液中CMCS的終濃度為2. 0-3. 5wt%。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于天然材料絲素蛋白和殼聚糖復(fù)合納米纖維膜的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述的SF/CMCS/PEO/TPGS/維生素C磷酸酯鈉混合紡絲液中PEO的終濃度為2. 0-3. 5wt%。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于天然材料絲素蛋白和殼聚糖復(fù)合納米纖維膜的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述的SF/CMCS/PEO/TPGS/維生素C磷酸酯鈉混合紡絲液中維生素C磷酸酯鈉的終濃度為O. l-8wt%。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于天然材料絲素蛋白和殼聚糖復(fù)合納米纖維膜的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述的SF/CMCS/PEO/TPGS/維生素C磷酸酯鈉混合紡絲液中TPGS的終濃度為0. l-2wt%。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于天然材料絲素蛋白和殼聚糖復(fù)合納米纖維膜的制備方法，其特征在于步驟(3)中所述的靜電紡絲的工藝條件為靜電壓為16-20kV，接受距離為15_25cm,紡絲推進速率為0. 1-1. 0mL/h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于天然材料絲素蛋白和殼聚糖復(fù)合納米纖維膜的制備方法，包括(1)將TPGS加熱融化，攪拌均勻，隨后于80~100℃加入去離子水，攪拌10-20min至得到透明液體，即TPGS水溶液；(2)在上述TPGS水溶液中加入SF、CMCS、PEO和維生素C磷酸酯鈉，攪拌至所有溶質(zhì)完全溶解，得到SF/CMCS/PEO/TPGS/維生素C磷酸酯鈉混合紡絲液；(3)采用上述混合紡絲液進行靜電紡絲，即得。本發(fā)明的制備成本低，操作簡單，無毒無污染，本發(fā)明的納米纖維膜生物相容性好，具有適當?shù)牧W(xué)性能，可應(yīng)用于護膚保健、創(chuàng)面愈合以及組織再生等領(lǐng)域。
文檔編號D04H1/728GK102936794SQ20121047375
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者王紅聲, 韓峰, 崔呈俊, 何創(chuàng)龍, 莫秀梅 申請人:東華大學(xué)