本發(fā)明屬于生物3D打印墨水領域，涉及一種絲素蛋白/纖維素3D打印墨水。
背景技術：
目前，全世界每年約有上千萬人遭受各種形式的創(chuàng)傷，有數(shù)百萬人因疾病康復過程中重要器官發(fā)生纖維化導致功能喪失，有數(shù)十萬人迫切希望進行各種器官移植。器官移植作為一種不可或缺的臨床治療手段，主要還是依賴于自體或異體移植的治療模式，這就不可避免要受到器官來源、倫理及機體免疫排斥等方面的限制而難以滿足臨床救治的需求。據(jù)統(tǒng)計結果顯示，目前等待器官移植的患者中只有大概20％的人可以進行正常器官移植，其余的只能繼續(xù)等待或采取其他的治療方法。
近年來，生物3D(三維)打印技術的興起在人體組織或器官的再生重建方面?zhèn)涫荜P注。生物3D打印技術是通過CAD技術模擬人體不同的組織器官并由計算機控制以生物材料、種子細胞及其他一些生物試劑為墨水來打印進行重建人體組織和器官。通過生物3D打印出的支架結構不僅具有準確性、特異性，而且能夠維持細胞活力，從而滿足人體各類復雜組織器官的重建需求。所以，生物3D打印必將引起生物醫(yī)學領域的技術革命。然而，生物3D打印技術面臨的主要挑戰(zhàn)之一在于所打印生物墨水的選擇，傳統(tǒng)的用于3D打印的材料主要是一些合成高聚物如PEG、PCL、PGA、PGS、PLA、PVA等，這一類材料易于成型、分辨率高，但存在加工溫度較高，細胞相容性差的缺點，而常用的一些天然高分子如膠原、彈性蛋白、纖維蛋白、明膠、海藻酸、殼聚糖、透明質酸等雖然打印溫度溫和，但是存在支架的分辨率低、結構穩(wěn)定性較差的不足，因此一種兼具細胞相容性、結構穩(wěn)定性及高分辨率的生物墨水亟待開。
中國專利公開號CN105238132A公開了一種用于3D打印生物支架的生物墨水，所述生物墨水包括具有交聯(lián)功能的水溶性合成聚合物、具有交聯(lián)功能的水溶性天然高分子、能自發(fā)形成特殊超微結構的生物活性組分、交聯(lián)引發(fā)劑和溶劑及生物活性組分。但是，該墨水的交聯(lián)需要采用紫外光固化，從而會不可避免的對細胞造成一定程度的損傷。
近期，美國塔夫茨大學Kaplan課題組公開了一種絲素蛋白水溶液和無毒多元醇混合生物墨水，該墨水打印過程中由于絲素蛋白生理溫度下的物理交聯(lián)產(chǎn)生自凝膠化，從而克服了毒性溶劑和打印溫度的難題。但是，該墨水在分辨率及對應支架的力學性能方面還差強人意，需要進一步的改進。
針對于不同的組織部位，組織工程支架材料需具備與之匹配的空間幾何結構和力學性能，例如，利于骨組織再生的支架應具備10～500μm的孔徑分布，此外，密質骨的壓縮強度約30MPa，松質骨的壓縮強度為2～12MPa。雖然生物可降解的三維網(wǎng)絡結構水凝膠與細胞外基質結構具有相似性，但與之相比，3D打印技術能夠對支架材料的外部形態(tài)和內(nèi)部微結構進行更精確調控，從而有利于調控細胞的分布及材料與生物體的匹配。然而，由于3D打印技術需要使生物墨水在很短的時間內(nèi)從流體狀態(tài)變成固體狀態(tài)，墨水的初始粘度會影響打印支架的結構完整性，進而影響支架的精確性，墨水的成分會影響支架力學性能。而目前的3D打印生物墨水很難同時兼顧支架的結構精確性和力學性能。因此，尋找一種既能滿足生物相容性良好、溫和打印條件，又能夠進一步滿足打印支架的高仿生性和更佳的力學性能的生物墨水是目前需要解決的難題。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種生物相容性良好、打印條件溫和、能夠得到力學性能優(yōu)良且精度較高的打印支架的絲素蛋白/纖維素3D打印墨水。
為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為：
一種絲素蛋白/纖維素3D打印墨水，包括以下組分：水溶性絲素蛋白、非水溶性的纖維素微/納米材料、無毒性多元醇和水。
作為優(yōu)選的技術方案：
如上所述的絲素蛋白/纖維素3D打印墨水，各組分的含量為：水溶性絲素蛋白5～40wt％，非水溶性的纖維素微/納米材料1～30wt％，無毒性多元醇1～10wt％，余量為水。
如上所述的絲素蛋白/纖維素3D打印墨水，所述絲素蛋白/纖維素3D打印墨水的動態(tài)粘度為1000～5000cP，自凝膠化時間為0.5～3min，打印溫度為25～37℃，絲素蛋白/纖維素3D打印墨水打印支架的分辨率為50～300μm，壓縮模量為10～50MPa。
如上所述的絲素蛋白/纖維素3D打印墨水，所述水溶性絲素蛋白的分子量為50～150kDa；所述水溶性絲素蛋白的來源為桑蠶繭、柞蠶繭、蓖麻蠶繭、木薯蠶繭、馬桑蠶繭、惠利蠶繭、天蠶繭、琥珀蠶繭、樟蠶繭、栗蠶繭、樗蠶繭、烏桕蠶繭或柳蠶繭。絲素蛋白是一種天然結構性蛋白質，其二級結構包括無規(guī)卷曲、α-螺旋、β-折疊構象，其中，β-折疊構象是絲素蛋白結晶形態(tài)的主要存在形式，在醇類、溫度、外力的作用下，其它的構象會轉變?yōu)棣?折疊構象，而β-折疊構象的形成是絲素蛋白粘度增加、不溶于水、力學性能提高的主要原因，因此，可以通過調控絲素蛋白的分子量、β-折疊構象的含量來達到調節(jié)墨水的粘度及最終支架的結構與性能的目的。
如上所述的絲素蛋白/纖維素3D打印墨水，所述非水溶性的纖維素微/納米材料為纖維素納米纖維、纖維素納米晶須、纖維素微米纖維或纖維素微納米纖維聚集體；纖維素納米纖維、纖維素納米晶須和纖維素微米纖維的長徑比為100～200，直徑為5nm～10μm；所述非水溶性的纖維素微/納米材料的纖維素來源為陸生植物、海底植物或細菌。
如上所述的絲素蛋白/纖維素3D打印墨水，所述陸生植物為棉花、木、竹、麻、草或秸稈，所述海底植物為海藻或海草。
如上所述的絲素蛋白/纖維素3D打印墨水，所述無毒性多元醇為乙醇、丙三醇、核糖醇、赤蘚醇、丁二醇、木糖醇、山梨醇、甘露醇、半乳糖或海藻糖。
如上所述的絲素蛋白/纖維素3D打印墨水，所述組分還包括生物活性物質，生物活性物質的含量為0.01～10wt％。
如上所述的絲素蛋白/纖維素3D打印墨水，所述生物活性物質為生物活性玻璃、骨形成蛋白、生物活性磷酸鈣、羥基磷灰石、硅酸鈣、硅酸鎂、血管內(nèi)皮生長因子或成纖維細胞生長因子。
如上所述的絲素蛋白/纖維素3D打印墨水，所述組分還包括交聯(lián)劑，交聯(lián)劑的含量為0.1～5wt％。
如上所述的絲素蛋白/纖維素3D打印墨水，所述交聯(lián)劑為京尼平，京尼平可以增加水溶性絲素蛋白的分子量，相同濃度下，分子量越大，絲素蛋白粘度越大。
本發(fā)明以絲素蛋白作為3D打印墨水基體，同時利用纖維素纖維改善墨水的粘度及打印支架材料的分辨率和力學強度。絲素蛋白作為一種天然結構性蛋白質，不僅具有良好的生物相容性，可忽略的免疫反應和炎癥反應，而且具有非凡的力學強度，在過去幾十年中，一直被作為再生醫(yī)學材料被不斷探索，在皮膚、骨、軟骨、血管、神經(jīng)等方面取得了大量的研究成果。而納米纖維素纖維如細菌纖維素等也憑借優(yōu)良的生物相容性而廣泛應用于生物醫(yī)學中。同時，纖維素纖維因其具有較高長徑比以及高強、高模、高結晶度特性而作為聚合物增強材料，根據(jù)纖維素結構性質的差異，常用于聚合物增強的纖維素纖維成分包括纖維素納米纖維、纖維素納米晶須、纖維素微米纖維、纖維素微納米纖維聚集體。加入不同尺寸、不同含量的纖維素纖維時墨水制備的支架的性能不同，纖維素纖維的濃度越高，粘度越大，支架材料的強度也越大，在同等濃度下，增強效果順序：纖維素納米纖維>纖維素納米晶須>纖維素微米纖維，纖維素納米纖維、纖維素納米晶須的分辨率要好于纖維素微米纖維。添加纖維素納米纖維的粘度要大于纖維素微米纖維。
本發(fā)明的絲素蛋白/纖維素3D打印墨水在打印過程中無需各種化學反應的存在，僅僅依靠絲素蛋白的物理交聯(lián)作用在室溫到生理溫度條件下即可固化成型，對細胞幾乎沒有損傷作用，溫和的條件極大保護了打印墨水所負載的細胞及各類生物因子的活性。因此，可以根據(jù)具體修復的組織部位在混合墨水中加入能夠促進組織再生的信號分子，如促進新骨再生的生物活性玻璃和骨形成蛋白等生物活性物質。
有益效果：
1)本發(fā)明的絲素蛋白/纖維素3D打印墨水是一種生物墨水，各成分均以水作為溶劑，因而都具有優(yōu)異的生物相容性，可與細胞良好地復合并進行3D打??；
2)本發(fā)明的絲素蛋白/纖維素3D打印墨水以纖維素作為增稠劑來提高絲素蛋白溶液的黏度，相比于純的絲素蛋白溶液，混合墨水的粘度增加50～100倍，打印支架的分辨率也增加了40％～80％，從而極大提高了打印支架的精度；
3)本發(fā)明的絲素蛋白/纖維素3D打印墨水中纖維素的加入使打印支架的壓縮模量增加了50～2500倍，極大地滿足了組織工程骨修復中對支架力學性能的要求；
4)本發(fā)明利用無毒性多元醇誘導絲素蛋白物理交聯(lián)，從而避免了化學交聯(lián)劑的使用；
5)本發(fā)明的絲素蛋白/纖維素3D打印墨水在打印過程中可快速自凝膠化，解決了目前3D打印中水凝膠的成型固化慢的難題；
6)本發(fā)明的絲素蛋白/纖維素3D打印墨水的打印是在室溫到生理溫度條件下，有利于加載各類生物因子及包埋細胞實現(xiàn)活性打??；
7)本發(fā)明的絲素蛋白/纖維素3D打印墨水可以通過調節(jié)絲素蛋白和纖維素等的濃度和比例來調控打印支架的力學性能和降解時間，從適應不同組織對支架力學性能和降解性的需求；
8)采用本發(fā)明的絲素蛋白/纖維素3D打印墨水打印的支架中纖維素的微纖網(wǎng)絡結構實現(xiàn)了對細胞外基質的仿生，可誘導細胞的遷移和分化等行為，能創(chuàng)造有利的重建組織微環(huán)境。
具體實施方式
下面結合具體實施方式，進一步闡述本發(fā)明。應理解，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。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領域技術人員可以對本發(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利要求書所限定的范圍。
實施例1
一種桑蠶絲素蛋白/細菌纖維素納米晶須3D打印墨水，由40wt％的桑蠶絲素蛋白、4wt％的細菌纖維素納米晶須、10wt％的丙三醇、4wt％的生物活性玻璃和水組成，制備步驟為：
(1)用濃度為0.5wt％的Na2CO3水溶液對桑蠶繭進行脫膠，然后用濃度為9.0mol/L的LiBr水溶液將其溶解，經(jīng)稀釋、離心、抽濾、透析、濃縮后獲得分子量為65kDa的水溶性桑蠶絲素蛋白；
(2)將細菌纖維素膜用0.5％氫氧化鈉水溶液煮沸以除去細菌纖維素膜中的菌體及殘留的培養(yǎng)基，然后用去離子水反復沖洗至中性，用勻漿機將堿處理過的細菌纖維素懸液打成漿液，離心分離得到細菌纖維素勻漿，最后冷凍干燥獲得細菌纖維素納米纖維材料，然后進一步利用硫酸水解，純化后獲得長徑比為100、直徑為50nm的細菌纖維素納米晶須；
(3)將桑蠶絲素蛋白溶于水，然后加入細菌纖維素納米晶須、丙三醇和生物活性玻璃，制得桑蠶絲素蛋白/細菌纖維素納米晶須3D打印墨水。
制得的桑蠶絲素蛋白/細菌纖維素納米晶須3D打印墨水的動態(tài)粘度為4500cP，自凝膠化時間為2min，打印溫度為25℃，體積溶脹率為30％，打印支架的分辨率為100μm，壓縮模量為20MPa。
對比例1
一種桑蠶絲素蛋白3D打印墨水，由40wt％的桑蠶絲素蛋白、10wt％的丙三醇、4wt％的生物活性玻璃和水組成，制備步驟為：
(1)用濃度為0.5wt％的Na2CO3水溶液對桑蠶繭進行脫膠，然后用濃度為9.0mol/L的LiBr水溶液將其溶解，經(jīng)稀釋、離心、抽濾、透析、濃縮后獲得分子量為65kDa的水溶性桑蠶絲素蛋白；
(2)將桑蠶絲素蛋白溶于水，然后加入丙三醇和生物活性玻璃，制得桑蠶絲素蛋白3D打印墨水。
制得的桑蠶絲素蛋白3D打印墨水的動態(tài)粘度為50cP，自凝膠化時間為3min，打印溫度為25℃，體積溶脹率為50％，打印支架的分辨率為150μm，壓縮模量為0.02MPa。
對比實施例1和對比例1的結果可以看出，與相同條件下未添加纖維素的3D打印墨水相比，添加細菌纖維素納米晶須的3D打印墨水的動態(tài)粘度、分辨率和壓縮模量分別增加了近90倍、50％和1000倍，細菌纖維素納米晶須的加入增大了墨水的動態(tài)粘度，縮短了凝膠化時間，3D打印線條尺寸精度明顯提高，固化成型后得到的支架的分辨率提高，力學性能增強明顯，具有良好的保真性。本發(fā)明將纖維素添加入墨水中能夠提高墨水和支架的性能，為目前生物墨水存在的結構精確性低、力學性能差等問題提供了一種新的解決途徑。
實施例2
一種柞蠶絲素蛋白/細菌纖維素納米纖維3D打印墨水，由5wt％的柞蠶絲素蛋白、30wt％的細菌纖維素納米纖維、1wt％的乙醇和水組成，制備步驟為：
(1)用濃度為的0.5wt％Na2CO3水溶液對柞蠶繭進行脫膠，然后用濃度為9.0mol/L的LiBr水溶液將其溶解，經(jīng)稀釋、離心、抽濾、透析、濃縮后獲得分子量為50kDa的水溶性柞蠶絲素蛋白；
(2)將細菌纖維素膜用0.5wt％氫氧化鈉水溶液煮沸以除去細菌纖維素膜中的菌體及殘留的培養(yǎng)基，然后用去離子水反復沖洗至中性，用勻漿機將堿處理過的細菌纖維素懸液打成漿液，離心分離得到細菌纖維素勻漿，最后冷凍干燥獲得長徑比為125、直徑為5nm的細菌纖維素納米纖維；
(3)將柞蠶絲素蛋白溶于水，然后加入細菌纖維素納米纖維和乙醇，制得柞蠶絲素蛋白/細菌纖維素納米纖維3D打印墨水。
制得的柞蠶絲素蛋白/細菌纖維素納米纖維3D打印墨水的動態(tài)粘度為5000cP，自凝膠化時間為2min，打印溫度為30℃，體積溶脹率為28％，打印支架的分辨率為50μm，壓縮模量為50MPa。與相同條件下未添加纖維素的3D打印墨水相比，動態(tài)粘度、分辨率和壓縮模量分別增加了近100倍、80％和2500倍。
實施例3
一種蓖麻蠶絲素蛋白/桑皮纖維素微米纖維3D打印墨水，由14wt％的蓖麻蠶絲素蛋白、25wt％的桑皮纖維素微米纖維、3wt％的核糖醇、8wt％的骨形成蛋白和水組成，制備步驟為：
(1)用濃度為0.5wt％的Na2CO3水溶液對蓖麻蠶繭進行脫膠，然后用濃度為9.0mol/L的LiBr水溶液將其溶解，經(jīng)稀釋、離心、抽濾、透析、濃縮后獲得分子量為80kDa的水溶性蓖麻蠶絲素蛋白；
(2)將桑樹韌皮曬干，剪成10cm的小段，用清水洗去雜質，經(jīng)過堿煮預處理、高溫堿煮脫膠、漂白、晾干，得到長徑比為150、直徑為4μm的桑皮纖維素微米纖維；
(3)將蓖麻蠶絲素蛋白溶于水，然后加入桑皮纖維素微米纖維、核糖醇和骨形成蛋白，制得蓖麻蠶絲素蛋白/桑皮纖維素微米纖維3D打印墨水。
制得的蓖麻蠶絲素蛋白/桑皮纖維素微米纖維3D打印墨水的動態(tài)粘度為3500cP，自凝膠化時間為1.8min，打印溫度為32℃，體積溶脹率為40％，打印支架的分辨率為200μm，壓縮模量為10MPa。與相同條件下未添加纖維素的3D打印墨水相比，動態(tài)粘度、分辨率和壓縮模量分別增加了近70倍、50％和1000倍。
實施例4
一種木薯蠶絲素蛋白/海藻纖維素納米纖維3D打印墨水，由18wt％的木薯蠶絲素蛋白、22wt％的海藻纖維素納米纖維、4wt％的赤蘚醇、6wt％的生物活性磷酸鈣和水組成，制備步驟為：
(1)用濃度為0.5wt％的Na2CO3水溶液對木薯蠶繭進行脫膠，然后用濃度為9.0mol/L的LiBr水溶液將其溶解，經(jīng)稀釋、離心、抽濾、透析、濃縮后獲得分子量為88kDa的水溶性木薯蠶絲素蛋白；
(2)將曬干的海藻，剪碎，用清水洗去雜質，經(jīng)過分離、純化、晾干后得到長徑比為150、直徑為20nm的海藻纖維素納米纖維；
(3)將木薯蠶絲素蛋白溶于水，然后加入海藻纖維素納米纖維、赤蘚醇和生物活性磷酸鈣，制得木薯蠶絲素蛋白/海藻纖維素納米纖維3D打印墨水。
制得的木薯蠶絲素蛋白/海藻纖維素納米纖維3D打印墨水的動態(tài)粘度為4900cP，自凝膠化時間為0.5min，打印溫度為35℃，體積溶脹率為29％，打印支架的分辨率為125μm，壓縮模量為26MPa。與相同條件下未添加纖維素的3D打印墨水相比，動態(tài)粘度、分辨率和壓縮模量分別增加了近80倍、58％和1300倍。
實施例5
一種馬桑蠶絲素蛋白/海草纖維素納米纖維3D打印墨水，由24wt％的馬桑蠶絲素蛋白、20wt％的海草纖維素納米纖維、5wt％的丁二醇、0.1wt％的京尼平和水組成，制備步驟為：
(1)用濃度為0.5wt％的Na2CO3水溶液對馬桑蠶繭進行脫膠，然后用濃度為9.0mol/L的LiBr水溶液將其溶解，經(jīng)稀釋、離心、抽濾、透析、濃縮后獲得分子量為95kDa的水溶性馬桑蠶絲素蛋白；
(2)將曬干的海草，剪碎，用清水洗去雜質，經(jīng)過分離、純化、晾干后得到長徑比為180、直徑為500nm的海草纖維素納米纖維；
(3)將馬桑蠶絲素蛋白溶于水，然后加入海草纖維素納米纖維、丁二醇和京尼平，制得馬桑蠶絲素蛋白/海草纖維素納米纖維3D打印墨水。
制得的馬桑蠶絲素蛋白/海草纖維素納米纖維3D打印墨水的動態(tài)粘度為4100cP，自凝膠化時間為0.8min，打印溫度為36℃，體積溶脹率為35％，打印支架的分辨率為130μm，壓縮模量為34MPa。與相同條件下未添加纖維素的3D打印墨水相比，動態(tài)粘度、分辨率和壓縮模量分別增加了近70倍、57％和1200倍。
實施例6
一種惠利蠶絲素蛋白/海藻纖維素納米晶須3D打印墨水，由30wt％的惠利蠶絲素蛋白、15wt％的海藻纖維素納米晶須、6wt％的木糖醇、1wt％的京尼平和水組成，制備步驟為：
(1)用濃度為0.5wt％的Na2CO3水溶液對惠利蠶繭進行脫膠，然后用濃度為9.0mol/L的LiBr水溶液將其溶解，經(jīng)稀釋、離心、抽濾、透析、濃縮后獲得分子量為100kDa的水溶性惠利蠶絲素蛋白；
(2)將曬干的海藻，剪碎，用清水洗去雜質，經(jīng)過分離、純化、晾干后得到長徑比為200、直徑為10nm的海藻纖維素納米晶須；
(3)將惠利蠶絲素蛋白溶于水，然后加入海藻纖維素納米晶須、木糖醇和京尼平，制得惠利蠶絲素蛋白/海藻纖維素納米晶須3D打印墨水。
制得的惠利蠶絲素蛋白/海藻纖維素納米晶須3D打印墨水的動態(tài)粘度為4000cP，自凝膠化時間為1min，打印溫度為37℃，體積溶脹率為34％，打印支架的分辨率為100μm，壓縮模量為32MPa。與相同條件下未添加纖維素的3D打印墨水相比，動態(tài)粘度、分辨率和壓縮模量分別增加了近60倍、60％和1100倍。
實施例7
一種天蠶絲素蛋白/棉纖維素微米纖維3D打印墨水，由32wt％的天蠶絲素蛋白、12wt％的棉纖維素微米纖維、7wt％的山梨醇、1.5wt％的京尼平和水組成，制備步驟為：
(1)用濃度為0.5wt％的Na2CO3水溶液對天蠶繭進行脫膠，然后用濃度為9.0mol/L的LiBr水溶液將其溶解，經(jīng)稀釋、離心、抽濾、透析、濃縮后獲得分子量為115kDa的水溶性天蠶絲素蛋白；
(2)將棉花經(jīng)過粉碎并分離提純得到長徑比為200、直徑為10μm棉纖維素微米纖維；
(3)將天蠶絲素蛋白溶于水，然后加入棉纖維素微米纖維、山梨醇和京尼平，制得天蠶絲素蛋白/棉纖維素微米纖維3D打印墨水。
制得的天蠶絲素蛋白/棉纖維素微米纖維3D打印墨水的動態(tài)粘度為3800cP，自凝膠化時間為1.2min，打印溫度為25℃，體積溶脹率為36％，打印支架的分辨率為160μm，壓縮模量為20MPa。與相同條件下未添加纖維素的3D打印墨水相比，動態(tài)粘度、分辨率和壓縮模量分別增加了近76倍、47％和1000倍。
實施例8
一種琥珀蠶絲素蛋白/竹纖維素微米纖維3D打印墨水，由35wt％的琥珀蠶絲素蛋白、8wt％的竹纖維素微米纖維、8wt％的甘露醇、3wt％的羥基磷灰石、2.6wt％的京尼平和水組成，制備步驟為：
(1)用濃度為0.5wt％的Na2CO3水溶液對琥珀蠶繭進行脫膠，然后用濃度為9.0mol/L的LiBr水溶液將其溶解，經(jīng)稀釋、離心、抽濾、透析、濃縮后獲得分子量為130kDa的水溶性琥珀蠶絲素蛋白；
(2)將竹子經(jīng)過粉碎并分離提純后得到長徑比為100、直徑為9μm的竹纖維素微米纖維；
(3)將琥珀蠶絲素蛋白溶于水，然后加入竹纖維素微米纖維、甘露醇、羥基磷灰石和京尼平，制得琥珀蠶絲素蛋白/竹纖維素微米纖維3D打印墨水。
制得的琥珀蠶絲素蛋白/竹纖維素微米纖維3D打印墨水的動態(tài)粘度為3600cP，自凝膠化時間為1.6min，打印溫度為26℃，體積溶脹率為37％，打印支架的分辨率為162μm，壓縮模量為15MPa。與相同條件下未添加纖維素的3D打印墨水相比，動態(tài)粘度、分辨率和壓縮模量分別增加了近60倍、46％和750倍。
實施例9
一種樟蠶絲素蛋白/麻纖維素微米纖維3D打印墨水，由30wt％的樟蠶絲素蛋白、10wt％的麻纖維素微米纖維、5wt％的甘露醇、5wt％的硅酸鈣、2wt％的京尼平和水組成，制備步驟為：
(1)用濃度為0.5wt％的Na2CO3水溶液對樟蠶繭進行脫膠，然后用濃度為9.0mol/L的LiBr水溶液將其溶解，經(jīng)稀釋、離心、抽濾、透析、濃縮后獲得分子量為115kDa的水溶性樟蠶絲素蛋白；
(2)將麻纖維原料經(jīng)過粉碎并分離提純后得到長徑比為110、直徑為4μm麻纖維素微米纖維；
(3)將樟蠶絲素蛋白溶于水，然后加入麻纖維素微米纖維、甘露醇、硅酸鈣和京尼平，制得樟蠶絲素蛋白/麻纖維素微米纖維3D打印墨水。
制得的樟蠶絲素蛋白/麻纖維素微米纖維3D打印墨水的動態(tài)粘度為3700cP，自凝膠化時間為1.5min，打印溫度為29℃，體積溶脹率為36％，打印支架的分辨率為160μm，壓縮模量為17MPa。與相同條件下未添加纖維素的3D打印墨水相比，動態(tài)粘度、分辨率和壓縮模量分別增加了74倍、47％和850倍。
實施例10
一種栗蠶絲素蛋白/草纖維素微米纖維3D打印墨水，由38wt％的栗蠶絲素蛋白、5wt％的草纖維素微米纖維、9wt％的半乳糖、1wt％的硅酸鎂、3.5wt％的京尼平和水組成，制備步驟為：
(1)用濃度為0.5wt％的Na2CO3水溶液對栗蠶繭進行脫膠，然后用濃度為9.0mol/L的LiBr水溶液將其溶解，經(jīng)稀釋、離心、抽濾、透析、濃縮后獲得分子量為142kDa的水溶性栗蠶絲素蛋白；
(2)將草纖維原料經(jīng)過粉碎并分離提純后得到長徑比為160、直徑為5μm草纖維素微米纖維；
(3)將栗蠶絲素蛋白溶于水，然后加入草纖維素微米纖維、半乳糖、硅酸鎂和京尼平，制得栗蠶絲素蛋白/草纖維素微米纖維3D打印墨水。
制得的栗蠶絲素蛋白/草纖維素微米纖維3D打印墨水的動態(tài)粘度為2000cP，自凝膠化時間為2min，打印溫度為30℃，體積溶脹率為38％，打印支架的分辨率為180μm，壓縮模量為42MPa。與相同條件下未添加纖維素的3D打印墨水相比，動態(tài)粘度、分辨率和壓縮模量分別增加了近50倍、40％和600倍。
實施例11
一種樗蠶絲素蛋白/秸稈纖維素微米纖維3D打印墨水，由39wt％的樗蠶絲素蛋白、11wt％的秸稈纖維素微米纖維、7wt％的半乳糖、4wt％的血管內(nèi)皮生長因子、4wt％的京尼平和水組成，制備步驟為：
(1)用濃度為0.5wt％的Na2CO3水溶液對樗蠶繭進行脫膠，然后用濃度為9.0mol/L的LiBr水溶液將其溶解，經(jīng)稀釋、離心、抽濾、透析、濃縮后獲得分子量為140kDa的水溶性樗蠶絲素蛋白；
(2)將秸稈纖維原料經(jīng)過粉碎并分離提純后得到長徑比為137、直徑為4μm的秸稈纖維素微米纖維；
(3)將樗蠶絲素蛋白溶于水，然后加入秸稈纖維素微米纖維、半乳糖、血管內(nèi)皮生長因子和京尼平，制得樗蠶絲素蛋白/秸稈纖維素微米纖維3D打印墨水。
制得的樗蠶絲素蛋白/秸稈纖維素微米纖維3D打印墨水的動態(tài)粘度為3600cP，自凝膠化時間為1.7min，打印溫度為31℃，體積溶脹率為37％，打印支架的分辨率為265μm，壓縮模量為28MPa。與相同條件下未添加纖維素的3D打印墨水相比，動態(tài)粘度、分辨率和壓縮模量分別增加了近72倍、40％和50倍。
實施例12
一種烏桕蠶絲素蛋白/花生殼微米纖維3D打印墨水，由40wt％的烏桕蠶絲素蛋白、1wt％的花生殼微米纖維、10wt％的海藻糖、0.01wt％的成纖維細胞生長因子、5wt％的京尼平和水組成，制備步驟為：
(1)用濃度為0.5wt％的Na2CO3水溶液對烏桕蠶繭進行脫膠，然后用濃度為9.0的LiBr水溶液將其溶解，經(jīng)稀釋、離心、抽濾、透析、濃縮后獲得分子量為150kDa的水溶性烏桕蠶絲素蛋白；
(2)將花生殼經(jīng)過粉碎并分離提純后得到長徑比為110、直徑為1μm的花生殼微米纖維；
(3)將烏桕蠶絲素蛋白溶于水，然后加入花生殼微米纖維、海藻糖、成纖維細胞生長因子和京尼平，制得烏桕蠶絲素蛋白/花生殼微米纖維3D打印墨水。
制得的烏桕蠶絲素蛋白/花生殼微米纖維3D打印墨水的動態(tài)粘度為1000cP，自凝膠化時間為3min，打印溫度為32℃，體積溶脹率為45％，打印支架的分辨率為300μm，壓縮模量為10MPa。與相同條件下未添加纖維素的3D打印墨水相比，動態(tài)粘度、分辨率和壓縮模量分別增加了60倍、45％和500倍。
實施例13
一種柳蠶絲素蛋白/草微納米纖維聚集體3D打印墨水，由37wt％的柳蠶絲素蛋白、9wt％的草微納米纖維聚集體、6wt％的海藻糖、0.01wt％的成纖維細胞生長因子、5wt％的京尼平和水組成，制備步驟為：
(1)用濃度為0.5wt％的Na2CO3水溶液對柳蠶繭進行脫膠，然后用濃度為9.0的LiBr水溶液將其溶解，經(jīng)稀釋、離心、抽濾、透析、濃縮后獲得分子量為150kDa的水溶性柳蠶絲素蛋白；
(2)將草纖維原料經(jīng)過粉碎并分離提純后得到草微納米纖維聚集體；
(3)將柳蠶絲素蛋白溶于水，然后加入草微納米纖維聚集體、海藻糖、成纖維細胞生長因子和京尼平，制得柳蠶絲素蛋白/草微納米纖維聚集體3D打印墨水。
制得的柳蠶絲素蛋白/草微納米纖維聚集體3D打印墨水的動態(tài)粘度為1800cP，自凝膠化時間為2.5min，打印溫度為28℃，體積溶脹率為45％，打印支架的分辨率為180μm，壓縮模量為19MPa。與相同條件下未添加纖維素的3D打印墨水相比，動態(tài)粘度、分辨率和壓縮模量分別增加了65倍、63％和1200倍。