一种丝素蛋白与海洋贻贝粘附蛋白复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种丝素蛋白与海洋贻贝粘附蛋白复合材料的制备方法，公开了一种丝素蛋白与海洋贻贝粘附蛋白复合的多功能材料的制备方法，制备步骤为将再生丝素蛋白和一定比例的海洋贻贝粘附蛋白溶解于一定量的有机溶剂中，不断搅拌使其混合均匀，配成一定浓度，即可制得丝素蛋白与海洋贻贝粘附蛋白的混合溶液，一定量的混合溶液制膜或者支架。本发明在整个处理过程中具有耗能低，生物安全性高，价格低廉，操作简单方便，对环境无污染等优势；通过该发明制得的生物丝素与海洋贻贝粘附蛋白复合纳米纤维膜具有较强的力学性能。

说明书

技术领域

本发明涉及一种丝素蛋白与海洋贻贝粘附蛋白复合材料的制备方法，属于丝 素蛋白的加工方法。

背景技术

家蚕蛋白、柞蚕丝素蛋白均为纤维蛋白，因其独特的力学性能和良好的生物 相容性、降解性和稳定性，及其本质是蛋白质的结构特点，广泛应用于医药、生 物材料等领域，是一种理想的骨修复支架材料。而且优良的细胞粘附特性和高强 度的力学性能是骨修复支架材料的必备条件。

海洋贻贝粘附蛋白具有高强度、高韧性和防水性，以及极强的黏附基体的功 能，这与其特殊的分子结构、多巴（DOPA）介导的链间交联和与底材之间的相互 作用方式有关。贻贝粘附蛋白是一系列碱性蛋白质，含羟基的氨基酸高达 60%-70%，其中脯氨酸（Pro）大部分经翻译后羟基化修饰为尿羟脯氨酸（Hyp）， 稳定多酚蛋白之间及其与胶原分子间的相互作用。多巴（DOPA）中邻苯二酚基团 具有很强的金属螯合能力，能与金属形成可逆的有机金属络合物，而且邻苯二酚 被氧化成醌后能与很多基团反应形成共价键。DOPA的这种强共价键及配位能力是 贻贝黏附蛋白具有超强黏附力的主要原因。并且,它还具有很好的生物相容性和 可降解性防水且无毒性,是一类极具优势和潜力的生物胶黏剂，因此在软组织粘 接、人造骨骼、断骨接合、口腔修复、眼科手术以及造船、涂料等领域具有广泛 的应用前景。Biopolymers公司自20世纪80年代开始直接从贻贝足腺中提取并研 制成组织培养用的粘合剂产品“Cell-Tak”，该产品主要是贻贝粘附蛋白中 mfp-1，mfp-2和mfp-3的混合物,可用于细胞培养过程中非贴壁细胞与培养皿的 黏附，由此可见，海洋贻贝粘附蛋白对材料细胞粘附功能的影响。

当再生丝素与海洋贻贝粘附蛋白混合溶解于有机溶剂或水溶液中时，海洋贻 贝粘附蛋白通过其强共价键与丝素蛋白发生交联，显著提高丝素复合材料的力学 性能；并且海洋贻贝粘附蛋白可以改善丝素复合材料的生物相容性，提高复合材 料对细胞的粘附能力。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的不足之处所作出的改进，提供了一种工艺 简单，处理方便并且能够提供丝素蛋白与海洋贻贝粘附蛋白复合的多功能材料的 制备方法。

为了实现上述目的，本发明的具体技术方案如下：

本发明公开了一种丝素蛋白与海洋贻贝粘附蛋白复合的多功能材料的制备 方法，具体制备步骤如下：

（1）、将再生丝素蛋白和一定比例的海洋贻贝粘附蛋白溶解于一定量的有机 溶剂中，不断搅拌使其混合均匀，配成一定浓度，即可制得丝素蛋白与海洋贻贝 粘附蛋白的混合溶液；

（2）、取一定量的混合溶液制膜或者支架。

作为进一步的改进，本发明用水溶液替代权利要求1中的有机溶剂。

作为进一步的改进，本发明用取一定量的混合溶液通过静电纺丝技术制备 纳米纤维膜替代取一定量的混合溶液制膜或者支架。

作为进一步的改进，本发明所述的丝素蛋白为再生家蚕丝素蛋白或再生柞 蚕丝素蛋白。

作为进一步的改进，本发明所述的有机溶剂为六氟异丙醇或六氟丙酮或甲 酸或三氟乙酸。

作为进一步的改进，本发明所制成的薄膜或者支架具有良好的生物活性和 相容性，并且对细胞粘附具有一定优势。

作为进一步改进，本发明所述的丝素蛋白与海洋贻贝粘附蛋白复合材料通过 静电纺丝技术所制成的纳米纤维膜与海洋贻贝粘附蛋白中的多巴通过共价键/非 共价键的多重相互作用，可有效提高复合材料的力学性能。

与现有技术相比，本发明具有以下突出特点：

(1)本发明在整个处理过程中具有耗能低，生物安全性高，价格低廉，操作 简单方便，对环境无污染等优势；

(2)通过该发明制得的生物丝素与海洋贻贝粘附蛋白复合膜和支架材料具有 很好的生物相容性。因为海洋贻贝粘附蛋白含有一定量的多巴（DOPA），而DOPA 分子中的酚基的氧化以及由此所介导的DOPA分子与外界固体表面之间形成的 非共价键合耦联而具有强粘合性。所以含有一定比例海洋贻贝粘附蛋白的复合材 料具有非常好的细胞粘附特性；

(3)通过该发明制得的生物丝素与海洋贻贝粘附蛋白复合纳米纤维膜具有 较强的力学性能。因为海洋贻贝粘附蛋白中的多巴通过共价键/非共价键与丝素 材料的多重相互作用，可以提高纳米纤维膜的力学性能。

具体实施方式

本发明主要通过以下两种方案实施：

（1）将再生丝素蛋白和一定比例的海洋贻贝粘附蛋白溶解于一定量的有机溶 剂或水溶液中，不断搅拌使其混合均匀，配成一定浓度，即可制得丝素蛋白与海 洋贻贝粘附蛋白的混合溶液。取一定量的混合溶液制膜、支架或者通过静电纺丝 技术制备纳米纤维膜。

（2）将再生丝素溶解于一定量的有机溶剂或水溶液中，配成一定浓度。取一 定量的混合溶液制膜、支架或通过静电纺丝技术制备纳米纤维膜。然后将制成的 膜、支架以及纳米纤维膜浸泡于一定浓度的海洋贻贝粘附蛋白溶液中，一定时间 后取出晾干。

下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步的详细说明，以下实施例 是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1

称取再生家蚕丝素蛋白1g和10mg的海洋贻贝粘附蛋白粉末，置于平底玻 璃瓶中，加入一定量六氟异丙醇溶液，配成浓度为7.5%溶液，不断搅拌待其混 合均匀后，取出7ml涂于直径10cm塑料板上自然晾干。通过细胞实验测试，再 生丝素与海洋贻贝粘附蛋白的复合膜、支架材料比单一的再生丝素材料细胞粘附 性能强。

实施例2

称取再生家蚕丝素蛋白1g和10mg的海洋贻贝粘附蛋白粉末，置于平底玻 璃瓶中，加入一定量六氟异丙醇溶液，配成浓度为7.5%溶液，不断搅拌待其混 合均匀后，将混合溶液至于静电纺装置中进行电纺丝，获得纳米纤维膜进行力学 性能测试，这种含有海洋贻贝粘附蛋白的复合静电纺丝膜比单一的丝素静电纺丝 膜力学性能要强。

实施例3

称取再生家蚕丝素蛋白1g，置于平底玻璃瓶中，加入一定量甲酸溶液，配 成浓度为10%溶液，待其混合均匀后，取出7ml涂于直径10cm塑料板上自然晾 干；或制成一定形貌的支架材料；或将混合溶液至于静电纺装置中进行电纺丝， 获得纳米纤维膜；再将这种复合膜、支架、纳米纤维膜浸泡于10%的海洋贻贝粘 附蛋白溶液中24h，之后取出自然晾干，分别测试细胞实验和力学性能。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的几个具体实施例。显然， 本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发 明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。