本发明涉及生物医学材料,尤其涉及一种快速水响应的丝素蛋白自卷曲膜的制备方法。
背景技术:
1、水响应高分子材料是指那些能够对水分或湿度变化做出反应的材料,近年来已成为刺激响应性材料领域中研究的热点。相较于其他刺激响应型材料,水响应高分子材料在生物医学领域具有明显的优势。首先,这类材料具有温和的驱动条件,所需的外在刺激不会对人体产生副作用;其次,这类材料能够实现快速响应,材料在接触水后可在十来秒内快速响应并产生形变;再次,这类材料能够实现自适应性包裹,无需预先定制尺寸就能自主贴合包裹血管、神经等组织,大大简化了材料的植入过程;最后,水响应高分子材料兼顾干燥态和水凝胶态优点,初始干燥柔性状态便于mems制造和加工,而收缩后的水凝胶软态则有利于与软组织贴合。
2、但是,当前水响应高分子材料普遍存在制备过程复杂、繁琐,材料缺乏生物相容性和生物降解性的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种快速水响应的丝素蛋白自卷曲膜的制备方法,旨在解决现有技术中水响应高分子材料普遍存在制备过程复杂、繁琐,材料缺乏生物相容性和生物降解性的技术问题。
2、为实现上述目的,本发明采用的一种快速水响应的丝素蛋白自卷曲膜的制备方法,包括如下步骤:
3、步骤一、制备可光交联丝素蛋白备用;
4、步骤二、利用光引发剂溶液溶解所述可光交联丝素蛋白得到不同浓度的预聚物溶液;
5、步骤三、将不同量的所述预聚物溶液放入模具中进行紫外光交联,生成水凝胶片;
6、步骤四、将所述水凝胶片放入干燥皿中进行水蒸气退火操作,通过改变退火时间和退火温度制备得到不同的丝素蛋白膜;
7、步骤五、将所述丝素蛋白膜进行脱模操作,并将脱模后的所述丝素蛋白膜切割,切割完成后的所述丝素蛋白膜浸没在磷酸盐缓冲溶液中,可快速自卷曲形成圆筒状结构,即可得到快速水响应的丝素蛋白自卷曲膜。
8、其中,所述光引发剂溶液的质量浓度为0.002g/ml。
9、其中,所述可光交联丝素蛋白为使用甲基丙烯酸缩水甘油酯改性的丝素蛋白。
10、其中,所述光引发剂为苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基次膦酸锂,质量浓度为0.002g/ml。
11、其中,所述紫外光交联操作用紫外光光源波长为365nm,紫外点光源的功率为8.0mw/cm2。
12、本发明的一种快速水响应的丝素蛋白自卷曲膜的制备方法,将光交联的丝素蛋白凝胶片在硅胶模具中进行高温水蒸气退火处理,在退火过程中,silma凝胶顶部由于直接与水蒸气接触,优先吸收水分子,具有一定热能量的水蒸气会首先进入凝胶顶部,提高了未交联的丝素蛋白蛋白链的运动性,并逐渐自组装形成具有疏水性的β-折叠结构;同时,水分子的插入破坏了原来蛋白质之间的氢键,并与蛋白质形成了新的氢键,增加了分子间距,形成了相对致密的结构。然而,在模具的底部,由于水蒸气很难与silma凝胶片的底部相接触:随着温度的升高,束缚的水分子会逐渐被除去,形成孔洞状结构,同时由于缺乏水蒸气的塑化效应,silma链段的自由体积和运动性降低,这种情况导致丝素蛋白结晶变得困难,形成疏水性的β-折叠结构数量就显著降低。当退火完成后,将所制备的silma膜浸入水溶液中,由于silma膜底部更加亲水且具有空洞状的结构,这导致膜的底部在接触水时能够吸收更多的水分,从而产生更大的膨胀,而顶部却因为疏水及致密的原因,导致其膨胀较小,从而产生卷曲的内应力,因此,所制备的silma膜能够朝着由下而上的方向发生自卷曲。然而,退火时间过短或过长、退火温度过低、silma预聚物溶液的量过少或过多以及silma预聚物溶液浓度过高或过低都会使得所制备的丝素蛋白膜顶部与底部的结构差异不明显,使其无法产生自卷曲行为。因此,本发明提供了适当的制备条件使得所制备的丝素蛋白膜顶部与底部结构存在上述差异而产生卷曲的内应力。整个过程简单、便捷,而且不涉及到有毒化学试剂及严苛的制备过程,制备得到的膜具有优良的生物相容性和可降解性,进而解决了现有技术中水响应高分子材料普遍存在制备过程复杂、繁琐,材料缺乏生物相容性和生物降解性的技术问题。
1.一种快速水响应的丝素蛋白自卷曲膜的制备方法,其特征在于,
2.如权利要求1所述的快速水响应的丝素蛋白自卷曲膜的制备方法,其特征在于,
3.如权利要求2所述的快速水响应的丝素蛋白自卷曲膜的制备方法,其特征在于,
4.如权利要求3所述的快速水响应的丝素蛋白自卷曲膜的制备方法,其特征在于,
5.如权利要求4所述的快速水响应的丝素蛋白自卷曲膜的制备方法,其特征在于,