一種蠶絲纖維的礦化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及了一種蠶絲纖維處理方法，尤其是涉及了一種蠶絲纖維的礦化方法，屬于天然高分子領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]蠶絲蛋白具有良好的生物相容性和機(jī)械強(qiáng)度，是一種可降解的生物高分子材料，其降解產(chǎn)物對(duì)細(xì)胞或者機(jī)體無(wú)毒副作用，也很少產(chǎn)生免疫排斥或者炎癥反應(yīng)，利用絲蛋白的這些優(yōu)點(diǎn)，可將絲蛋白加工成多孔支架或者膜材料，也可進(jìn)行生物礦化，獲得性能良好的生物材料。絲蛋白作為一種良好的細(xì)胞生長(zhǎng)介質(zhì)，能促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng)和繁殖，絲素溶液礦化的研宄已經(jīng)十分常見(jiàn)，蠶絲纖維礦化國(guó)際尚未有報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種蠶絲纖維的礦化方法，本發(fā)明是一個(gè)邊合成羥基磷灰石邊完成礦化的過(guò)程，利用微乳法合成羥基磷灰石并且加入蠶絲纖維共同高溫反應(yīng)，使羥基磷灰石在絲素纖維表面聚集并且覆蓋于絲素纖維表面。本發(fā)明方法工藝簡(jiǎn)單，操作容易，制備周期短，生物相容性好。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括以下步驟:
[0005](I)將硬脂胺加入到體積比為1:2?6的亞油酸和乙醇混合溶液中，攪拌至完全溶解，加入Ca (NO3) 2水溶液靜置分層后，再加入Na 3P04水溶液后攪拌；
[0006](2)將蠶絲纖維加入步驟⑴得到的溶液中，蠶絲纖維與步驟⑴中溶液的質(zhì)量比小于1:10，使溶液浸沒(méi)蠶絲纖維，100°c高溫條件下加熱6-12h ;
[0007](3)取出步驟(2)中蠶絲纖維，用乙醇清洗蠶絲纖維，去除蠶絲纖維表面的未結(jié)合成分，實(shí)現(xiàn)蠶絲纖維的礦化。
[0008]結(jié)果可將清洗后的蠶絲素纖維做SEM觀察，以驗(yàn)證礦化結(jié)果。
[0009]所述的Ca (NO3) 2水溶液中的Ca 2+和Na 3P04水溶液中的PO廣離子的摩爾比1.67。
[0010]所述步驟(I)中蠶絲纖維包括生絲、脫膠處理過(guò)的絲素纖維或者等離子體處理方法得到的蠶絲纖維。
[0011]所述步驟(3)蠶絲纖維礦化得到的蠶絲纖維/羥基磷灰石復(fù)合材料中，羥基磷灰石成納米或微米棒狀附著于蠶絲纖維表面形成礦化。
[0012]本發(fā)明是首次利用此方法合成蠶絲纖維/羥基磷灰石復(fù)合材料，是必須在加熱合成羥基磷灰石納米棒之前放入蠶絲纖維，讓蠶絲纖維與羥基磷灰石納米或微米棒共同加熱。
[0013]本發(fā)明采用以蠶絲素纖維為有機(jī)模板調(diào)控?zé)o機(jī)離子的沉積，拓寬了生物材料的來(lái)源，并且蠶絲纖維比絲素溶液更容易獲取和保存。羥基磷灰石具有良好的生物相容性，是構(gòu)成人體骨骼和牙齒的主要無(wú)機(jī)成分，本發(fā)明利用Ca(NO3)2和他#04反應(yīng)高溫下生成羥基磷灰石的同時(shí)加入蠶絲纖維，以蠶絲纖維為模板調(diào)控羥基磷灰石的形成，使羥基磷灰石附著并覆蓋于蠶絲纖維表面。
[0014]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了蠶絲纖維和羥基磷灰石的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，在保持羥基磷灰石作為骨組織工程材料的基礎(chǔ)上改善了材料的力學(xué)性能，蠶絲纖維/羥基磷灰石復(fù)合材料是性能良好的生物材料，可以廣泛應(yīng)用于骨組織工程。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下突出特點(diǎn):
[0016](I)相比絲素溶液的礦化，蠶絲纖維更容易獲取和保存，操作簡(jiǎn)單，材料的來(lái)源更加方便。
[0017](2)邊合成羥基磷灰石邊完成礦化，大大縮短了反應(yīng)周期，工藝簡(jiǎn)單、高效，沒(méi)有復(fù)雜繁瑣的礦化過(guò)程，時(shí)間上大為節(jié)省，提高了實(shí)驗(yàn)效率。
[0018](3)反應(yīng)過(guò)程中只涉及到羥基磷灰石的合成過(guò)程，礦化過(guò)程中只產(chǎn)生了羥基磷灰石，沒(méi)有其他雜物的污染。
[0019](4)蠶絲纖維/羥基磷灰石復(fù)合材料具有良好的生物相容性，生物安全性高，能滿(mǎn)足生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0020]附圖1為實(shí)施例1中絲素纖維與羥基磷灰石礦化的約1500倍SEM掃描圖。
[0021]附圖2為實(shí)施例1中絲素纖維與羥基磷灰石礦化的50000倍SEM掃描圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以下實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。
[0023]本發(fā)明的實(shí)施例如下:
[0024]實(shí)施例1
[0025]本實(shí)施例中一種蠶絲纖維的礦化方法依次包括如下步驟。
[0026](I)生絲脫膠:稱(chēng)取0.5g生絲，用5%的Na2CO3水溶液IL進(jìn)行脫膠處理，脫膠處理25分鐘，該過(guò)程再重復(fù)一次，得到脫膠的絲素纖維；
[0027](2)配制礦化液:稱(chēng)取0.5g硬脂胺，加入4ml亞油酸，16ml乙醇，攪拌至完全溶解，加入0.4mol/L的Ca (NO3)2水溶液7.5ml，靜置分層，加入0.4mol/L的Na丨04水溶液7.5ml，攪拌；
[0028](3)礦化過(guò)程:將步驟(I)中的絲素纖維放入步驟(2)的溶液中，使溶液浸沒(méi)絲素纖維，100°C高溫條件下，共同加熱8h ;
[0029](4)觀察:取出步驟(3)中絲素纖維，用乙醇清洗去除絲素纖維表面的未結(jié)合成分，然后SEM掃描觀察，如附圖1和圖2所示，蠶絲纖維礦化后羥基磷灰石結(jié)合于蠶絲表面，從圖中可見(jiàn)羥基磷灰石納米棒的長(zhǎng)度約200nm。
[0030]實(shí)施例2
[0031](I)空氣等離子體理蠶絲纖維，功率為10w強(qiáng)度下處理1min ；
[0032](2)配制礦化液:稱(chēng)取0.25g硬脂胺，加入2ml亞油酸，8ml乙醇，攪拌至完全溶解，加入0.4mol/L的Ca(NO3)2水溶液3.75ml，靜置分層，加入0.4mol/L的Na 3P04水溶液
3.75ml，攪拌；
[0033](3)礦化過(guò)程:將步驟(I)中的等離子處理過(guò)的蠶絲纖維放入步驟(2)的溶液中，使溶液浸沒(méi)蠶絲纖維，100°c高溫條件下，共同加熱12h ;
[0034](4)觀察:取出步驟(3)中蠶絲纖維，用乙醇清洗去除蠶絲纖維表面的未結(jié)合成分，然后SEM掃描觀察。
[0035]實(shí)施例3
[0036](I)生絲脫膠:稱(chēng)取0.2g生絲，放入煮沸的去離子水中脫膠，脫膠處理一個(gè)小時(shí)，該過(guò)程重復(fù)一次，得到脫膠的絲素纖維；
[0037](2)配制礦化液:稱(chēng)取0.3g硬脂胺，加入2ml亞油酸，12ml乙醇，攪拌至完全溶解，加入0.4mol/L的Ca (NO3)2水溶液7.5ml，靜置分層，加入0.4mol/L的Na丨04水溶液7.5ml，攪拌；
[0038](3)礦化過(guò)程:將步驟(I)中的絲素纖維放入步驟(2)的溶液中，使溶液浸沒(méi)絲素纖維，100°C高溫條件下，共同加熱12h ;
[0039](4)觀察:取出步驟(3)中絲素纖維，用乙醇清洗去除絲素纖維表面的未結(jié)合成分，然后SEM掃描觀察。
[0040]實(shí)施例4
[0041](I)生絲脫膠:稱(chēng)取0.3g生絲，放入煮沸的去離子水中脫膠，脫膠處理一個(gè)小時(shí)，該過(guò)程重復(fù)一次，得到脫膠的絲素纖維；
[0042](2)配制礦化液:稱(chēng)取0.6g硬脂胺，加入8ml亞油酸，16ml乙醇，攪拌至完全溶解，加入0.4mol/L的Ca (NO3)2水溶液7.5ml，靜置分層，加入0.4mol/L的Na丨04水溶液7.5ml，攪拌；
[0043](3)礦化過(guò)程:將步驟(I)中的絲素纖維放入步驟(2)的溶液中，使溶液浸沒(méi)絲素纖維，100°C高溫條件下，共同加熱6h ;
[0044](4)觀察:取出步驟(3)中絲素纖維，用乙醇清洗去除絲素纖維表面的未結(jié)合成分，然后SEM掃描觀察。
[0045]現(xiàn)有蠶絲纖維的礦化時(shí)間都在24?48小時(shí)左右，而本發(fā)明方法操作簡(jiǎn)單，材料來(lái)源取用方便，可將共同加熱時(shí)間大大縮短，即可將礦化時(shí)間縮短至6?12小時(shí)，提高了效率，沒(méi)有雜物污染，具有良好的生物相容性、生物安全性等顯著突出的技術(shù)特點(diǎn)，能滿(mǎn)足生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。
[0046]最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實(shí)施例子。顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例子，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(kāi)的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種蠶絲纖維的礦化方法，其特征在于包括如下步驟: (1)將硬脂胺加入到體積比為1:2~6的亞油酸和乙醇混合溶液中，攪拌至完全溶解，加入Ca (NO3) 2水溶液靜置分層后，再加入Na #04水溶液，攪拌； (2)將蠶絲纖維加入步驟(I)得到的溶液中，蠶絲纖維與步驟(I)中溶液的質(zhì)量比小于I: 10，使溶液浸沒(méi)蠶絲纖維，100°C高溫條件下加熱6-12 h ； (3)取出步驟(2)中蠶絲纖維，用乙醇清洗蠶絲纖維，去除蠶絲纖維表面的未結(jié)合成分，實(shí)現(xiàn)蠶絲纖維的礦化。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種蠶絲纖維的礦化方法，其特征在于:所述的Ca(NO3) 2水溶液中的Ca2+和Na 3P04水溶液中的PO 43_的摩爾比1.67。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種蠶絲纖維的礦化方法，其特征在于:所述步驟(I)中蠶絲纖維包括生絲、脫膠處理過(guò)的絲素纖維或者等離子體處理方法得到的蠶絲纖維。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種蠶絲纖維的礦化方法，其特征在于:所述步驟(3)蠶絲纖維礦化得到的蠶絲纖維/羥基磷灰石復(fù)合材料中，羥基磷灰石成納米或微米棒狀附著于蠶絲纖維表面礦化。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種蠶絲纖維的礦化方法。將硬脂胺加入到亞油酸和乙醇混合溶液中，攪拌至完全溶解，加入Ca(NO3)2水溶液靜置分層后，再加入Na3PO4水溶液攪拌；將蠶絲纖維加入，使溶液浸沒(méi)蠶絲纖維，高溫加熱；取出蠶絲纖維，用乙醇清洗蠶絲纖維，去除蠶絲纖維表面的未結(jié)合成分，實(shí)現(xiàn)蠶絲纖維的礦化。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了蠶絲纖維和羥基磷灰石的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，在保持羥基磷灰石作為骨組織工程材料的基礎(chǔ)上改善了材料的力學(xué)性能，蠶絲纖維/羥基磷灰石復(fù)合材料是性能良好的生物材料，可以廣泛應(yīng)用于骨組織工程。
【IPC分類(lèi)】C01B25/32, D06M101/10, D06M11/71
【公開(kāi)號(hào)】CN104928908
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510406788
【發(fā)明人】楊明英, 馮美林
【申請(qǐng)人】浙江大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年7月10日