一種提高絲素生物材料生物相容性和力學(xué)性能的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種提高絲素生物材料生物相容性和力學(xué)性能的方法，屬于絲素蛋白的加工方法，制備一定形式的絲素膜或支架，70%酒精處理2h，自然晾干待用；配置一定濃度的多巴胺溶液，調(diào)節(jié)溶液pH=8.5待用；將一定大小的絲素膜浸泡于配好的多巴胺溶液中10-24h，然后取出晾干，進行力學(xué)性能測試和細胞實驗。本發(fā)明在整個處理過程中具有耗能低，生物安全性高，價格低廉，操作簡單方便，對環(huán)境無污染等優(yōu)勢。整個改性過程在水溶液中完成，反應(yīng)條件溫和，避免了使用有機溶劑對環(huán)境造成的污染，且對材料表面的改性一步到位，操作步驟簡單，反應(yīng)條件與改性過程易于控制。
【專利說明】一種提高絲素生物材料生物相容性和力學(xué)性能的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種提高絲素生物材料生物相容性和力學(xué)性能的方法，屬于絲素蛋白的加工方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]家蠶蛋白、柞蠶絲素蛋白均為纖維蛋白，因其獨特的力學(xué)性能和良好的生物相容性、降解性和穩(wěn)定性，及其本質(zhì)是蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、生物材料等領(lǐng)域，是一種理想的骨修復(fù)支架材料。而高強度的力學(xué)性能是骨修復(fù)支架材料的必備條件之一。
[0004]左旋3，4-二羥基苯丙氨酸(L-D0PA，或L-多巴)的兒茶酚衍生物3，4_ 二羥基苯丙氨(dopamine,或多巴胺)能發(fā)生氧化聚合，在聚合物、金屬、陶瓷、玻璃、木材等一系列固體材料表面形成一層超強附著的復(fù)合層。具體反應(yīng)過程是在水溶液中，多巴胺的鄰苯二酚基團很容易被氧化，生成具有鄰苯二醌結(jié)構(gòu)的多巴胺醌化合物。多巴胺和多巴胺醌之間發(fā)生反歧化反應(yīng)，產(chǎn)生半醌自由基，然后偶合形成交聯(lián)鍵，同時在基體材料表面形成緊密附著的交聯(lián)復(fù)合層。雖然多巴胺在材料表面超強附著的作用機理還有待于進一步的研究，但已有研究表明，多巴胺對基體材料表面的附著行為來源于多巴胺的鄰苯二酚和氨基官能團，這種結(jié)構(gòu)可以和有機-無機表面建立共價和非共價的相互作用，從而使聚多巴胺交聯(lián)層強力附著在材料表面上。
[0005]當聚多巴胺利用 共價鍵和非共價鍵附著于絲素生物材料表面后進行細胞培養(yǎng)，它能夠吸附和固定培養(yǎng)基中的血清蛋白，從而有利于細胞的粘附、增值和分化。此外，均勻附著的聚多巴胺復(fù)合層能夠有效的交聯(lián)絲素生物材料，使絲素分子之間作用力更強，從而有效的增加絲素生物材料的力學(xué)性能。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明正是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處所作出的改進，提供了一種工藝簡單，處理方便并且能夠提供一種提高絲素生物材料生物相容性和力學(xué)性能的制備方法。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:
本發(fā)明是一種提高絲素生物材料生物相容性和力學(xué)性能的方法，具體制備步驟如下:
(1)、制備一定形式的絲素膜或支架，70%酒精處理2h，自然晾干待用；
(2)、配置一定濃度的多巴胺溶液，調(diào)節(jié)溶液PH=8.5待用；
(3)、將一定大小的絲素膜浸泡于配好的多巴胺溶液中10-24h，然后取出晾干，進行力學(xué)性能測試和細胞實驗。
[0009]作為進一步的改進，本發(fā)明所述的絲素為蜘蛛絲素蛋白或家蠶絲素蛋白或野蠶絲素蛋白。
[0010]作為進一步的改進，本發(fā)明所述的絲素膜的形式有:絲素coating膜或靜電紡納米絲素纖維膜。
[0011]作為進一步的改進，本發(fā)明所述的提高絲素材料生物相容性的方法是一種簡便、快速、時間短，而且非常有效的方法。
[0012]作為進一步的改進，本發(fā)明所述的由此方法制備絲素生物材料具有較高的力學(xué)性能優(yōu)勢。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下突出特點:
(I)本發(fā)明在整個處理過程中具有耗能低，生物安全性高，價格低廉，操作簡單方便，對環(huán)境無污染等優(yōu)勢。
[0014](2)通過該發(fā)明制得的絲素生物材料具有較高的生物相容性和力學(xué)性能。
[0015](3)整個改性過程在水溶液中完成，反應(yīng)條件溫和，避免了使用有機溶劑對環(huán)境造成的污染，且對材料表面的改性一步到位，操作步驟簡單，反應(yīng)條件與改性過程易于控制。
[0016]
【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明主要通過以下兩種方案實施:
(I)將再生絲素溶解于一定量的有機溶劑或水溶液中，配成一定濃度，不斷攪拌使其混合均勻。取一定量的絲素溶液制膜。
[0018](2)將再生絲素溶解于一定量的有機溶劑或水溶液中，配成一定濃度，不斷攪拌使其混合均勻。取一定量的絲素溶液進行冷凍干燥制成生物支架材料。
[0019]下面通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的詳細說明，以下實施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實施例。
[0020]實施例1
稱取再生家蠶絲素蛋白水溶液4ml，待其完全溶解后，涂于直徑IOcm聚四氟乙烯板上自然晾干，70%酒精處理2h ;然后浸泡于2mg/ml的多巴胺tris溶液中PH=8.5，16h后取出，去離子水清洗之后自然晾干，進行細胞實驗和力學(xué)性能測試。
[0021]實施例2
稱取再生家蠶絲素蛋白lg，置于平底玻璃瓶中，加入一定量六氟異丙醇，配成濃度為
7.5%溶液，待其混合均勻后，將混合溶液至于靜電紡裝置中進行電紡絲。用70%酒精處理絲素靜電紡納米纖維膜2h，取出去離子水清洗晾干，然后再浸泡于2mg/ml的多巴胺tris溶液中PH=8.5，16h后取出，去離子水清洗之后自然晾干，進行細胞實驗和力學(xué)性能測試。
[0022]實施例3
稱取再生家蠶絲素蛋白水溶液4ml，待其完全溶解后，涂于直徑IOcm聚四氟乙烯板上冷凍干燥，然后制成一定形貌的支架材料。再將支架浸泡于2mg/ml的多巴胺tris溶液中PH=8.5，16h后取出，去離子水清洗之后自然晾干，進行細胞實驗和力學(xué)性能測試。
[0023]最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的幾個具體實施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認為是本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種提高絲素生物材料生物相容性和力學(xué)性能的方法，其特征在于，具體制備步驟如下: (1)、制備一定形式的絲素膜或支架，70%酒精處理2h，自然晾干待用； (2)、配置一定濃度的多巴胺溶液，調(diào)節(jié)溶液PH=8.5待用； (3)、將一定大小的絲素膜浸泡于配好的多巴胺溶液中10-24h，然后取出晾干，進行力學(xué)性能測試和細胞實驗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高絲素生物材料生物相容性和力學(xué)性能的方法，其特征在于，所述的絲素為蜘蛛絲素蛋白或家蠶絲素蛋白或野蠶絲素蛋白。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高絲素生物材料生物相容性和力學(xué)性能的方法，其特征在于，所述的絲素膜的形式有:絲素coating膜或靜電紡納米絲素纖維膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的提高絲素生物材料生物相容性和力學(xué)性能的方法，其特征在于，由此方法制備的絲素生物材料力學(xué)性能有所增加。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的提高絲素生物材料生物相容性和力學(xué)性能的方法，其特征在于，由此方法制備的絲`素生物材料生物相容性大大提高。
【文檔編號】A61L31/04GK103721295SQ201310706327
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】楊明英, 周官山, 帥亞俊, 朱良均 申請人:浙江大學(xué)