一种提升丝素蛋白纳米纤维力学性能的处理方法
一种提升丝素蛋白纳米纤维力学性能的处理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于纳米纤维支架的制备领域，特别涉及一种提升丝素蛋白纳米纤维力学性能的处理方法。
【背景技术】
[0002]丝素蛋白是一种天然蛋白，具有良好的生物相容性、可降解性和低免疫原性等优点。丝素蛋白纳米纤维在药物控释、组织工程等生物医学研宄领域受到广泛关注。通过静电纺丝技术可以很方便地制备丝素蛋白纳米纤维。电纺所得丝素蛋白纳米纤维是水溶性的，应用前往往需要通过一定的后处理使其构象发生改变从而变得不溶于水。常用的丝素蛋白纳米纤维的后处理方法是用甲醇或乙醇等有机溶剂浸泡或其蒸汽处理。这样处理过后，丝素蛋白纳米纤维的力学性能很差，易碎，使其应用受到严重制约。因此，寻找可以显著提升丝素蛋白纳米纤维力学性能的后处理工艺替代现行方法成为亟待解决的问题。
[0003]EDC (1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐)和NHS (N-羟基琥珀酰亚胺)是酰胺合成中用作羧基的活化试剂，也用于活化磷酸酯基团、蛋白质与核酸的交联和免疫偶联物的制取。该交联剂具有较好的细胞相容性，在提高丝素纳米纤维膜性能的同时不会对细胞的生长产生负面影响。透明质酸(HA)也是一天然多糖，同样具有良好的生物相容性、可降解性和低免疫原性等优点，透明质酸的加入可以增强丝素蛋白纳米纤维膜的柔韧性。
[0004]综上所述，采用本文所述的后处理工艺，丝素蛋白纳米纤维支架不仅力学性能得到显著提升，而且仍保有优良的生物相容性，在组织再生、药物控释等生物医学领域极具应用前景。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种提升丝素蛋白纳米纤维力学性能的处理方法，本发明方法简单、反应条件温和、绿色环保，可用于工业化生产；所得产物不仅力学性能显著提升，而且保有优良的生物相容性，将极大地拓展丝素蛋白纳米纤维在组织再生、药物控释等生物医学领域的应用。
[0006]本发明的一种提升丝素蛋白纳米纤维力学性能的处理方法，包括:
[0007](I)将EDC和NHS溶解在溶剂中，得到EDC/NHS溶液；
[0008](2)将透明质酸加入上述EDC/NHS溶液，溶解，得到溶液；
[0009](3)将丝素蛋白纳米纤维置于步骤(2)得到溶液中，浸泡，真空干燥。
[0010]所述步骤⑴中溶剂为乙醇溶液。
[0011 ] 所述乙醇溶液为体积百分浓度为95 %的乙醇水溶液。
[0012]所述步骤⑵中溶解时间为l_2h。
[0013]所述步骤(2)中溶液中EDC的浓度为150mM，NHS的浓度为150mM，透明质酸的浓度为 5-30mM。
[0014]所述步骤(3)中丝素蛋白纳米纤维和溶液的质量体积比为lg/50ml。
[0015]所述步骤(3)中浸泡时间为12_48h。
[0016]所述步骤(3)真空干燥温度为20-37°C，时间为12_48h。
[0017]丝素蛋白纳米纤维的具体制备方法如下:
[0018]①配制丝素蛋白/PEO水溶液(丝素蛋白的质量体积比为20%，PE0相对于丝素蛋白的质量为10% )。
[0019]②通过绿色电纺技术将①进行纺丝，电压为10kV，推进速度为1.0mL/h，接收距离为15cm，温度为25°C，湿度为26.8%，制备得到丝素蛋白纳米纤维支架。
[0020]有益效果
[0021](I)本发明操作简单、绿色环保，可用于工业化生产；
[0022](2)本发明可得到力学性能显著改善的丝素蛋白纳米纤维支架并且保留了天然材料优良的生物相容性，在生物医学领域极具应用前景。
【附图说明】
[0023]图1为未经处理的电纺丝素蛋白纳米纤维SEM图；
[0024]图2为电纺丝素蛋白纳米纤维75%的乙醇蒸汽交联处理后的SEM图；
[0025]图3为实施例1中电纺丝素蛋白纳米纤维经EDC-NHS/HA处理后的SEM图；
[0026]图4为电纺丝素蛋白纳米纤维经EDC_NHS/HA(实施例1)或常用的乙醇蒸汽法处理前后应力-应变曲线；
[0027]图5为实施例2中电纺丝素蛋白纳米纤维经EDC-NHS/HA处理后的SEM图；
[0028]图6为电纺丝素蛋白纳米纤维经EDC-NHS/HA (实施例2)或常用的乙醇蒸汽法处理前后应力-应变曲线。
【具体实施方式】
[0029]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。
[0030]实施例1
[0031 ] (I)将EDC和NHS溶解在乙醇水溶液(体积百分比浓度为95 % )中，得到EDC/NHS溶液；
[0032](2)将透明质酸加入上述EDC/NHS溶液，溶解2h，得到溶液；其中溶液中EDC的浓度为150mM，NHS的浓度为150mM，透明质酸的浓度为5mM ；
[0033](3)将丝素蛋白纳米纤维置于步骤(2)得到溶液中，浸泡12h，真空干燥12h。
[0034]实施例2
[0035](I)将EDC和NHS溶解在乙醇水溶液(体积百分比浓度为95 % )中，得到EDC/NHS溶液；
[0036](2)将透明质酸加入上述EDC/NHS溶液，溶解2h，得到溶液；其中溶液中EDC的浓度为150mM，NHS的浓度为150mM，透明质酸的浓度为30mM ；
[0037] (3)将丝素蛋白纳米纤维置于步骤(2)得到溶液中，浸泡48h，真空干燥12h。
【主权项】
1.一种提升丝素蛋白纳米纤维力学性能的处理方法，包括: (1)将EDC和NHS溶解在溶剂中，得到EDC/NHS溶液； (2)将透明质酸加入上述EDC/NHS溶液，溶解，得到溶液； (3)将丝素蛋白纳米纤维置于步骤(2)得到溶液中，浸泡，真空干燥。2.根据权利要求1所述的一种提升丝素蛋白纳米纤维力学性能的处理方法，其特征在于:所述步骤(I)中溶剂为乙醇溶液。3.根据权利要求2所述的一种提升丝素蛋白纳米纤维力学性能的处理方法，其特征在于:所述乙醇溶液为体积百分浓度为95%的乙醇水溶液。4.根据权利要求1所述的一种提升丝素蛋白纳米纤维力学性能的处理方法，其特征在于:所述步骤(2)中溶解时间为l_2h。5.根据权利要求1所述的一种提升丝素蛋白纳米纤维力学性能的处理方法，其特征在于:所述步骤(2)中溶液中EDC的浓度为150mM，NHS的浓度为150mM，透明质酸的浓度为5_30mMo6.根据权利要求1所述的一种提升丝素蛋白纳米纤维力学性能的处理方法，其特征在于:所述步骤(3)中丝素蛋白纳米纤维和溶液的质量体积比为Ig:50mlο7.根据权利要求1所述的一种提升丝素蛋白纳米纤维力学性能的处理方法，其特征在于:所述步骤(3)中浸泡时间为12-48h。8.根据权利要求1所述的一种提升丝素蛋白纳米纤维力学性能的处理方法，其特征在于:所述步骤(3)中真空干燥温度为20-37°C，时间为12-48h。
【专利摘要】本发明涉及一种提升丝素蛋白纳米纤维力学性能的处理方法，将EDC和NHS溶解在溶剂中，得到EDC/NHS溶液；将透明质酸加入上述EDC/NHS溶液，溶解，得到溶液；将丝素蛋白纳米纤维置于步骤(2)得到溶液中，浸泡，真空干燥。本发明制备方法简单且反应条件较为温和，交联所得的纳米纤维不仅具有良好的生物相容性，而且具有较高的力学性能，可用作组织工程支架和透皮给药贴剂，在生物医学领域极具应用前景。
【IPC分类】D06M13/328, D06M15/03, D06M101/12, D06M13/418
【公开号】CN104894856
【申请号】CN201510256456
【发明人】王红声, 杨兴兴, 林思, 余凡
【申请人】东华大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月19日
【技术领域】
[0001]本发明属于纳米纤维支架的制备领域，特别涉及一种提升丝素蛋白纳米纤维力学性能的处理方法。
【背景技术】
[0002]丝素蛋白是一种天然蛋白，具有良好的生物相容性、可降解性和低免疫原性等优点。丝素蛋白纳米纤维在药物控释、组织工程等生物医学研宄领域受到广泛关注。通过静电纺丝技术可以很方便地制备丝素蛋白纳米纤维。电纺所得丝素蛋白纳米纤维是水溶性的，应用前往往需要通过一定的后处理使其构象发生改变从而变得不溶于水。常用的丝素蛋白纳米纤维的后处理方法是用甲醇或乙醇等有机溶剂浸泡或其蒸汽处理。这样处理过后，丝素蛋白纳米纤维的力学性能很差，易碎，使其应用受到严重制约。因此，寻找可以显著提升丝素蛋白纳米纤维力学性能的后处理工艺替代现行方法成为亟待解决的问题。
[0003]EDC (1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐)和NHS (N-羟基琥珀酰亚胺)是酰胺合成中用作羧基的活化试剂，也用于活化磷酸酯基团、蛋白质与核酸的交联和免疫偶联物的制取。该交联剂具有较好的细胞相容性，在提高丝素纳米纤维膜性能的同时不会对细胞的生长产生负面影响。透明质酸(HA)也是一天然多糖，同样具有良好的生物相容性、可降解性和低免疫原性等优点，透明质酸的加入可以增强丝素蛋白纳米纤维膜的柔韧性。
[0004]综上所述，采用本文所述的后处理工艺，丝素蛋白纳米纤维支架不仅力学性能得到显著提升，而且仍保有优良的生物相容性，在组织再生、药物控释等生物医学领域极具应用前景。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种提升丝素蛋白纳米纤维力学性能的处理方法，本发明方法简单、反应条件温和、绿色环保，可用于工业化生产；所得产物不仅力学性能显著提升，而且保有优良的生物相容性，将极大地拓展丝素蛋白纳米纤维在组织再生、药物控释等生物医学领域的应用。
[0006]本发明的一种提升丝素蛋白纳米纤维力学性能的处理方法，包括:
[0007](I)将EDC和NHS溶解在溶剂中，得到EDC/NHS溶液；
[0008](2)将透明质酸加入上述EDC/NHS溶液，溶解，得到溶液；
[0009](3)将丝素蛋白纳米纤维置于步骤(2)得到溶液中，浸泡，真空干燥。
[0010]所述步骤⑴中溶剂为乙醇溶液。
[0011 ] 所述乙醇溶液为体积百分浓度为95 %的乙醇水溶液。
[0012]所述步骤⑵中溶解时间为l_2h。
[0013]所述步骤(2)中溶液中EDC的浓度为150mM，NHS的浓度为150mM，透明质酸的浓度为 5-30mM。
[0014]所述步骤(3)中丝素蛋白纳米纤维和溶液的质量体积比为lg/50ml。
[0015]所述步骤(3)中浸泡时间为12_48h。
[0016]所述步骤(3)真空干燥温度为20-37°C，时间为12_48h。
[0017]丝素蛋白纳米纤维的具体制备方法如下:
[0018]①配制丝素蛋白/PEO水溶液(丝素蛋白的质量体积比为20%，PE0相对于丝素蛋白的质量为10% )。
[0019]②通过绿色电纺技术将①进行纺丝，电压为10kV，推进速度为1.0mL/h，接收距离为15cm，温度为25°C，湿度为26.8%，制备得到丝素蛋白纳米纤维支架。
[0020]有益效果
[0021](I)本发明操作简单、绿色环保，可用于工业化生产；
[0022](2)本发明可得到力学性能显著改善的丝素蛋白纳米纤维支架并且保留了天然材料优良的生物相容性，在生物医学领域极具应用前景。
【附图说明】
[0023]图1为未经处理的电纺丝素蛋白纳米纤维SEM图；
[0024]图2为电纺丝素蛋白纳米纤维75%的乙醇蒸汽交联处理后的SEM图；
[0025]图3为实施例1中电纺丝素蛋白纳米纤维经EDC-NHS/HA处理后的SEM图；
[0026]图4为电纺丝素蛋白纳米纤维经EDC_NHS/HA(实施例1)或常用的乙醇蒸汽法处理前后应力-应变曲线；
[0027]图5为实施例2中电纺丝素蛋白纳米纤维经EDC-NHS/HA处理后的SEM图；
[0028]图6为电纺丝素蛋白纳米纤维经EDC-NHS/HA (实施例2)或常用的乙醇蒸汽法处理前后应力-应变曲线。
【具体实施方式】
[0029]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。
[0030]实施例1
[0031 ] (I)将EDC和NHS溶解在乙醇水溶液(体积百分比浓度为95 % )中，得到EDC/NHS溶液；
[0032](2)将透明质酸加入上述EDC/NHS溶液，溶解2h，得到溶液；其中溶液中EDC的浓度为150mM，NHS的浓度为150mM，透明质酸的浓度为5mM ；
[0033](3)将丝素蛋白纳米纤维置于步骤(2)得到溶液中，浸泡12h，真空干燥12h。
[0034]实施例2
[0035](I)将EDC和NHS溶解在乙醇水溶液(体积百分比浓度为95 % )中，得到EDC/NHS溶液；
[0036](2)将透明质酸加入上述EDC/NHS溶液，溶解2h，得到溶液；其中溶液中EDC的浓度为150mM，NHS的浓度为150mM，透明质酸的浓度为30mM ；
[0037] (3)将丝素蛋白纳米纤维置于步骤(2)得到溶液中，浸泡48h，真空干燥12h。
【主权项】
1.一种提升丝素蛋白纳米纤维力学性能的处理方法，包括: (1)将EDC和NHS溶解在溶剂中，得到EDC/NHS溶液； (2)将透明质酸加入上述EDC/NHS溶液，溶解，得到溶液； (3)将丝素蛋白纳米纤维置于步骤(2)得到溶液中，浸泡，真空干燥。2.根据权利要求1所述的一种提升丝素蛋白纳米纤维力学性能的处理方法，其特征在于:所述步骤(I)中溶剂为乙醇溶液。3.根据权利要求2所述的一种提升丝素蛋白纳米纤维力学性能的处理方法，其特征在于:所述乙醇溶液为体积百分浓度为95%的乙醇水溶液。4.根据权利要求1所述的一种提升丝素蛋白纳米纤维力学性能的处理方法，其特征在于:所述步骤(2)中溶解时间为l_2h。5.根据权利要求1所述的一种提升丝素蛋白纳米纤维力学性能的处理方法，其特征在于:所述步骤(2)中溶液中EDC的浓度为150mM，NHS的浓度为150mM，透明质酸的浓度为5_30mMo6.根据权利要求1所述的一种提升丝素蛋白纳米纤维力学性能的处理方法，其特征在于:所述步骤(3)中丝素蛋白纳米纤维和溶液的质量体积比为Ig:50mlο7.根据权利要求1所述的一种提升丝素蛋白纳米纤维力学性能的处理方法，其特征在于:所述步骤(3)中浸泡时间为12-48h。8.根据权利要求1所述的一种提升丝素蛋白纳米纤维力学性能的处理方法，其特征在于:所述步骤(3)中真空干燥温度为20-37°C，时间为12-48h。
【专利摘要】本发明涉及一种提升丝素蛋白纳米纤维力学性能的处理方法，将EDC和NHS溶解在溶剂中，得到EDC/NHS溶液；将透明质酸加入上述EDC/NHS溶液，溶解，得到溶液；将丝素蛋白纳米纤维置于步骤(2)得到溶液中，浸泡，真空干燥。本发明制备方法简单且反应条件较为温和，交联所得的纳米纤维不仅具有良好的生物相容性，而且具有较高的力学性能，可用作组织工程支架和透皮给药贴剂，在生物医学领域极具应用前景。
【IPC分类】D06M13/328, D06M15/03, D06M101/12, D06M13/418
【公开号】CN104894856
【申请号】CN201510256456
【发明人】王红声, 杨兴兴, 林思, 余凡
【申请人】东华大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月19日
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