專利名稱：一種采用禽蛋殼膜蛋白制備共混型電紡纖維膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種共混型電紡纖維膜的制備方法，特別涉及一種采用禽蛋殼膜蛋白和生物 可降解高分子材料共混制備電紡纖維膜的方法，屬于組織工程支架材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
靜電紡絲(Electrospi皿ing)是一種利用聚合物溶液或熔體在強(qiáng)電場(chǎng)作用下的噴射作用進(jìn) 行紡絲加工的工藝。由靜電紡絲加工得到的纖維產(chǎn)品稱為電紡纖維(Electrospun Fiber)。 電紡纖維最大的特點(diǎn)是直徑非常小，比常規(guī)方法制得的纖維直徑小幾個(gè)數(shù)量級(jí)，其直徑范圍 一般在3nm lnm。電紡纖維無(wú)紡布孔隙率高、比表面積大、纖維精細(xì)程度與均一性高、長(zhǎng) 徑比大，這些由傳統(tǒng)紡絲方法所無(wú)法獲得的優(yōu)良特性，賦予了電紡纖維廣闊的應(yīng)用前景。目 前，在納米復(fù)合材料、傳感器、傷口敷料、膜分離以及組織工程等領(lǐng)域，電紡纖維都得到了 廣泛的應(yīng)用研究。
電紡纖維膜使用的原料，通常根據(jù)其所要應(yīng)用的領(lǐng)域選取。作為組織工程支架的材料， 希望其具有良好的生物相容性和可降解性，因此常使用可降解的生物相容性高分子作為靜電 紡絲的原料，如聚乳酸、纖維素、聚氧乙烯等，除此之外，也有同時(shí)使用兩種以上高分子共 混進(jìn)行靜電紡絲，使各個(gè)組分的優(yōu)點(diǎn)發(fā)生協(xié)同作用，得到性質(zhì)優(yōu)良的組織工程支架。雖然使 用這些高分子為原料制備的靜電紡絲膜具有可降解特性，但其生物相容性往往受到材料本身 性質(zhì)的限制，并不十分良好。可溶性蛋殼膜蛋白是以雞、鴨或鵝蛋殼膜為原料經(jīng)不同溶解處 理得到的一種大分子蛋白質(zhì)，具有優(yōu)良的生物相容性，但是因其分子量小、交聯(lián)程度低，用 其制備的靜電紡絲膜強(qiáng)度低且脆性大，不能應(yīng)用于支架材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在聚合物共混靜電紡絲的基礎(chǔ)上，提出一種具有生物相容性和生物可降 解性特征的共混型電紡纖維膜的制備方法，在保留原料高分子可降解特性的基礎(chǔ)上，使其生 物相容性得到大幅度提高，同時(shí)具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種采用禽蛋殼膜蛋白制備共混型電紡纖維膜的方法，其特征在于該方法按如下步驟進(jìn)
行
將禽蛋殼膜蛋白和生物可降解高分子材料溶解在共溶劑中，制得濃度為0. 01 0. 5g/ml 的紡絲溶液，溶質(zhì)中所述的禽蛋殼膜蛋白的質(zhì)量百分含量為1% 90%;所述的生物可降解高 分子材料采用天然或人工合成的生物可降解高分子材料中的一種或幾種的混合；
使用靜電紡絲裝置將紡絲溶液制成電紡纖維膜。本發(fā)明所述的天然高分子材料采用海藻酸鈉、絲素或纖維素；人工合成高分子材料采用聚 -e-徑丁酸(raB)、聚羥基脂肪酸酯(PHA)、聚氧乙烯(PE0)、聚乳酸(PLA)、聚碳酸亞丙 酯(PPC)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)或聚苯硫醚(PPS)。
本發(fā)明中用以配制以上紡絲溶液所用的共溶劑為六氟異丙醇、六氟異丙酮、氫氧化鈉水 溶液、醋酸水溶液、二氯甲烷、三氯甲垸或二氯乙醇，這些溶劑既可以單獨(dú)使用，也可以幾 種混合使用。
本發(fā)明所述的禽蛋殼膜蛋白是原生雞、鴨或鵝的蛋殼膜通過(guò)任一方法處理制備得到可溶 性蛋殼膜蛋白。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果
本發(fā)明由于采用可降解高分子材料與可溶性蛋殼膜蛋白共混制備電紡纖維膜，可使電紡 纖維膜既具有良好的生物可降解性，也可使其生物相容性得到大幅度提高，同時(shí)電紡纖維膜 的強(qiáng)度也能得到很好的保證。


圖1為雞蛋殼膜蛋白-聚碳酸亞丙酯共混靜電紡絲膜的電子顯微鏡寫(xiě)真。
圖2為NIH3T3細(xì)胞在雞蛋殼膜蛋白-聚碳酸亞丙酯共混靜電紡絲膜上生長(zhǎng)3天后的電子
顯微鏡寫(xiě)真o
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供的一種采用禽蛋殼膜蛋白制備共混型電紡纖維膜的方法，其具體步驟如下
1) 將禽蛋殼膜蛋白和生物可降解高分子材料溶解在共溶劑中，制得濃度為0.01
0.5g/ml的紡絲溶液，溶質(zhì)中所述的禽蛋殼膜蛋白的質(zhì)量百分含量為1% 90%;所述的生物可 降解高分子材料采用天然或人工合成的生物可降解高分子材料中的一種或幾種的混合；
所述的天然高分子材料優(yōu)選采用海藻酸鈉、絲素或纖維素；人工合成高分子材料優(yōu)選采 用聚-e-羥丁酸、聚羥基脂肪酸酯、聚氧乙烯、聚乳酸、聚碳酸亞丙酯、聚丁二酸丁二醇酯 或聚苯硫醚。所用的共溶劑優(yōu)選為六氟異丙醇、六氟異丙酮、氫氧化鈉水溶液、醋酸水溶液、 二氯甲垸、三氯甲垸和二氯乙醇中的一種或幾種的混合。
所述的禽蛋殼膜蛋白優(yōu)選采用原生雞、鴨或鵝的蛋殼膜通過(guò)任一方法處理制備得到可溶性 蛋殼膜蛋白。
2) 使用靜電紡絲裝置將紡絲溶液制成電紡纖維膜。 下列實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。本發(fā)明以下實(shí)施方案都只能是對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明，而不能限
制本發(fā)明。例如，實(shí)施例中所用的電紡絲條件，只要在合理的條件狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)了對(duì)本發(fā)明 中電紡纖維膜的紡絲制備，就應(yīng)在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
實(shí)施例l:在燒杯中加入六氟異丙醇3毫升，雞蛋殼膜蛋白(SEP) 0.075g (為溶質(zhì)總量 的50%，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，他同)，攪拌，待其溶解后，加入聚碳酸亞丙酯(PPC) 0.075g (50%)，攪拌使其溶解，得到濃度為0. 05g/ml的紡絲溶液。將配制好的紡絲溶液倒入靜電紡絲機(jī)的紡 絲液儲(chǔ)槽中，調(diào)整紡絲電壓為15kV，紡絲接收距離為20厘米，開(kāi)始紡絲。待紡絲液儲(chǔ)槽中 紡絲液用盡，取出電紡纖維膜，真空下脫除溶劑6小時(shí)。圖l為雞蛋殼膜蛋白-聚碳酸亞丙酯 共混電紡纖維膜的電子顯微鏡寫(xiě)真，圖2是在該電紡纖維膜上進(jìn)行NIH3T3細(xì)胞培養(yǎng)3天后的 電子顯微鏡寫(xiě)真，可以看出NIH3T3細(xì)胞在該膜上的黏附和生長(zhǎng)情況良好，膜具有良好的生物 相容性。
實(shí)施例2:將實(shí)施例1中雞蛋殼膜蛋白(SEP)的量改為0. 045g(30%)，聚碳酸亞丙酯(PPC) 的量改為0.105g (70%),溶劑使用六氟異丙酮，制備方法同實(shí)施例l，電紡纖維膜具有良好 的生物相容性。
實(shí)施例3:將實(shí)施例1中雞蛋殼膜蛋白(SEP)的量改為0. 015g(10%)，聚碳酸亞丙酯(PPC) 的量改為0.135g (90%)，制備方法同實(shí)施例l，電紡纖維膜具有良好的生物相容性。
實(shí)施例4:將實(shí)施例l中溶質(zhì)濃度改為O. lg/ml，雞蛋殼膜蛋白(SEP)的量改為0. 003g (1%),聚碳酸亞丙酯的量改為聚乳酸(PLA) 0.297g (99%)，紡絲電壓為25kV，紡絲接收距 離為25cm，制備方法同實(shí)施例l，電紡纖維膜具有良好的生物相容性。
實(shí)施例5:將實(shí)施例l中溶質(zhì)濃度改為O. lg/ml，雞蛋殼膜蛋白(SEP)的量改為0.06g (20%)，聚碳酸亞丙酯的量改為聚乳酸(PLA) 0.24g (80%)，溶劑使用二氯甲烷，紡絲電壓 為25kV，紡絲接收距離為25cm，制備方法同實(shí)施例1，電紡纖維膜具有良好的生物相容性。
實(shí)施例6:將實(shí)施例l中溶質(zhì)濃度改為O. lg/ml，雞蛋殼膜蛋白(SEP)的量改為0.27g (90%)，聚碳酸亞丙酯的量改為聚乳酸(PLA) 0.03g (10%)，溶劑使用三氯甲烷，紡絲電壓 為25kV，紡絲接收距離為25cm，制備方法同實(shí)施例1，電紡纖維膜具有良好的生物相容性。
實(shí)施例7:將實(shí)施例1中溶質(zhì)濃度改為0. lg/ml，雞蛋殼膜蛋白改為鴨蛋殼膜蛋白(SEP)， 用量改為0.03g (10%)，聚碳酸亞丙酯的量改為聚丁二酸丁二醇酯(PBS) 0.27g (90%)，紡 絲電壓為20kV，紡絲接收距離為15cm，制備方法同實(shí)施例l，電紡纖維膜具有良好的生物相 容性。
實(shí)施例8:將實(shí)施例1中溶質(zhì)濃度改為0. lg/ml,雞蛋殼膜蛋白(SEP)的量改為0. 09g (30%)，聚碳酸亞丙酯的量改為聚丁二酸丁二醇酯(PBS) 0.21g (70%)，溶劑實(shí)用二氯乙醇， 紡絲電壓為20kV,紡絲接收距離為15cm，制備方法同實(shí)施例l，電紡纖維膜具有良好的生物 相容性。
實(shí)施例9:將實(shí)施例l中溶質(zhì)濃度改為O. lg/ml，雞蛋殼膜蛋白(SEP)的量改為0.06g (20%),聚碳酸亞丙酯的量改為海藻酸鈉(SA) 0. 12g (40%)和聚氧乙烯(PEO) 0. 12g (40%)， 溶劑實(shí)用醋酸水溶液，紡絲電壓為20kV，紡絲接收距離為20cm，制備方法同實(shí)施例l，電紡 纖維膜具有良好的生物相容性。
實(shí)施例10:將實(shí)施例l中溶質(zhì)濃度改為O. lg/ml，雞蛋殼膜蛋白(SEP)的量改為0.09g(30%),聚碳酸亞丙酯的量改為聚-e-羥丁酸(PHB) 0.21g (70%),紡絲電壓為20kV，紡絲 接收距離為20cm，制備方法同實(shí)施例l，電紡纖維膜具有良好的生物相容性。
實(shí)施例ll:將實(shí)施例l中溶質(zhì)濃度改為O. lg/ml，雞蛋殼膜蛋白(SEP)的量改為0.09g (30%)，聚碳酸亞丙酯的量改為聚羥基脂肪酸酯(PHA) 0.21g (70%)，紡絲電壓為20kV，紡 絲接收距離為20cm,制備方法同實(shí)施例l，電紡纖維膜具有良好的生物相容性。
實(shí)施例12:將實(shí)施例l中溶質(zhì)濃度改為O. lg/ml，雞蛋殼膜蛋白(SEP)的量改為O. 15g (50%)，聚碳酸亞丙酯的量改為聚苯硫醚(PPS) 0.15g (50°/。)，紡絲電壓為20kV，紡絲接收 距離為20cm，制備方法同實(shí)施例l，電紡纖維膜具有良好的生物相容性。
實(shí)施例13:將實(shí)施例l中溶質(zhì)濃度改為0.1g/ml，雞蛋殼膜蛋白(SEP)的量改為0.09g (30%)，聚碳酸亞丙酯的量改為絲素0.21g (70%)，溶劑使用氫氧化鈉水溶液，紡絲電壓為 20kV，紡絲接收距離為20cm，制備方法同實(shí)施例l，電紡纖維膜具有良好的生物相容性。 實(shí)施例14:將實(shí)施例1中溶質(zhì)濃度改為0. lg/ml，雞蛋殼膜蛋白(SEP)的量改為0. 06g (20°/。)，聚碳酸亞丙酯的量改為纖維素0.24g (80%),溶劑使用氫氧化鈉水溶液，紡絲電壓 為20kV，紡絲接收距離為20cm，制備方法同實(shí)施例l，電紡纖維膜具有良好的生物相容性。 比較例l:制備方法同實(shí)施例l，將聚碳酸亞丙酯(PPC)的用量改為O. 15g (100%)，不 添加雞蛋殼膜蛋白，在其電紡纖維膜上進(jìn)行NIH3T3細(xì)胞培養(yǎng)3 7天，其表面上細(xì)胞生長(zhǎng)狀 況較差，僅有少量黏附。
比較例2:制備方法同實(shí)施例6，將聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的用量改為0.30g (100%)， 不添加雞蛋殼膜蛋白，在其電紡纖維膜上進(jìn)行NIH3T3細(xì)胞培養(yǎng)3 7天，其表面上細(xì)胞黏附 極少。表1不同紡絲條件下電紡纖維膜的性質(zhì)
序號(hào)蛋殼膜蛋白 (%)組分2 (%)細(xì)胞生物活 性
實(shí)施例150PPC50良好
實(shí)施例230PPC70良好
實(shí)施例310PPC90良好
實(shí)施例41PLA99良好
實(shí)施例520PLA80良好
實(shí)施例690PLA10良好
實(shí)施例710PBS90良好
實(shí)施例830PBS70良好
實(shí)施例920SA40良好
PE040
實(shí)施例1030PHB70良好
實(shí)施例1130PHA70良好
實(shí)施例1250PPS50良好
實(shí)施例1330絲素70良好
實(shí)施例1420纖維素80良好
比較例10PPC100較差
比較例20PBS100極差
權(quán)利要求
1.一種采用禽蛋殼膜蛋白制備共混型電紡纖維膜的方法，其特征在于該方法按如下步驟進(jìn)行1)將禽蛋殼膜蛋白和生物可降解高分子材料溶解在共溶劑中，制得濃度為0.01～0.5g/ml的紡絲溶液，溶質(zhì)中所述的禽蛋殼膜蛋白的質(zhì)量百分含量為1％～90％；所述的生物可降解高分子材料采用天然或人工合成的生物可降解高分子材料中的一種或幾種的混合；2)使用靜電紡絲裝置將紡絲溶液制成電紡纖維膜。
2. 按照要求l所述的一種采用禽蛋殼膜蛋白制備電紡纖維膜的方法，其特征在于所述 的天然高分子材料采用海藻酸鈉、絲素或纖維素；人工合成高分子材料采用聚-日-輕丁酸、 聚羥基脂肪酸酯、聚氧乙烯、聚乳酸、聚碳酸亞丙酯、聚丁二酸丁二醇酯或聚苯硫醚。
3. 按照權(quán)利要求1所述的具有生物相容性和生物可降解性特征的共混型電紡纖維膜的制 備方法，其特征在于，所用的共溶劑為六氟異丙醇、六氟異丙酮、氫氧化鈉水溶液、醋酸水 溶液、二氯甲烷、三氯甲烷和二氯乙醇中的一種或幾種的混合。
4. 按照要求l所述的一種采用禽蛋殼膜蛋白制備電紡纖維膜的方法，其特征在于所述 的禽蛋殼膜蛋白是原生雞、鴨或鵝的蛋殼膜通過(guò)任一方法處理制備得到可溶性蛋殼膜蛋白。
全文摘要
一種采用禽蛋殼膜蛋白制備共混型電紡纖維膜的方法，屬于組織工程支架材料技術(shù)領(lǐng)域。該方法的特征是將一種或幾種天然的或合成的生物可降解性高分子與可溶性蛋殼膜蛋白共同溶解在共溶劑中，通過(guò)靜電紡絲的工藝制成電紡纖維膜。本方法操作簡(jiǎn)單，產(chǎn)品電紡纖維膜具有良好的生物相容性和可降解性，并且具有一定的機(jī)械性能，制得的電紡纖維膜可應(yīng)用于組織工程支架材料、外科敷料等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)D01D5/00GK101575771SQ200910086829
公開(kāi)日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2009年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月8日
發(fā)明者建 于, 曦 熊, 郭朝霞, 陸建巍 申請(qǐng)人:清華大學(xué)