[发明专利]负载溶菌酶的丝胶/琼脂糖凝胶的制备方法及其应用

说明书

本发明属于生物材料技术领域，公开了一种负载溶菌酶的丝胶/琼脂糖凝胶的制备方法及其应用。将蚕茧剪成碎片，121℃高温高压30min，将丝胶提取到水中；然后将丝胶溶液冻干制成丝胶粉保存，将丝胶粉溶解在热水中得到丝胶溶液；各取2％的丝胶和琼脂糖溶液(w/v)用于水凝胶的制备，将两种溶液轻轻混合，加入24孔细胞培养板后进行凝胶化；将稳定的水凝胶于‑80℃预冻12h后，冷冻干燥24h成为凝胶。丝胶/琼脂糖复合凝胶具有多孔性和互通连接的结构，溶胀性能良好。通过溶液浸泡法制备丝胶/琼脂糖/溶菌酶凝胶，该凝胶具有持续的溶菌酶释放能力，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有良好的抗菌活性和优良的细胞相容性。

技术领域

本发明属于生物材料技术领域，尤其涉及一种负载溶菌酶的丝胶/琼脂糖凝胶的制备方法及其应用。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：未愈合的伤口皮肤经常暴露于细菌，造成创伤感染，其生物特征有延长炎症，干扰再上皮化，阻碍胶原蛋白的生成，并最终延缓了创伤的愈合。在创伤护理中，创伤敷料是一种用于保护伤口并促进创伤愈合的重要生物医学材料。在目前全世界的卫生保健系统中，随着慢性病越来越多，创伤敷料市场正在迅速增加。理想的创伤敷料应能及时吸收伤口渗出液，允许气体交换，并保持创伤界面的必要水分，没有细胞毒性和过敏反应。此外，它可以通过创造合适的微环境来防止细菌感染，促进细胞粘附和增殖，从而促进创伤愈合。在所有的创伤敷料材料中，水凝胶由于具有亲水性、溶胀性、药物缓释性和原位成凝胶能力等多种功能而被证明是传统敷料诱人的替代品。丝胶(SS)是蚕丝的主要蛋白质成分之一，在纺织工业的脱胶过程中常作为废弃物被丢弃。丝胶是一种天然蛋白质，具有生物可降解性、易得性和亲水性等优点，在生物材料领域显示出巨大的应用潜力。此外，丝胶还具有抗氧化、抗细菌、抗凝血、促细胞生长和分化等多种生物学活性。然而，丝胶由于其无定形结构，具有物理脆性和高溶解性，这种性质不适于生物医学应用。因此，为了促进丝胶在再生医学材料中的应用，根据其含有不同的官能团如氨基、羟基和羧基的极性侧链，常常将丝胶与其它聚合物共聚、交联或共混以提高丝胶的性能。

琼脂糖(AR)是一种透明和热可逆的天然多糖。琼脂糖已被广泛使用在体外软骨组织工程，因为其能为软骨提供优秀的基底，且能产生更多的在结构与功能上接近天然软骨的糖胺聚糖(GAG)沉积物。此外，琼脂糖凝胶由于具有优良的生物相容性，可以匹配神经轴的生长并具有可调控的力学性能，有利于营养输送的多孔结构，且其植入不会引起不良反应，因此被认为是可用于修复和再生中枢神经系统的生物支架材料。然而，琼脂糖显示出了较低的细胞粘附和细胞增殖活性。因此，近年的研究趋势是把琼脂糖与其它聚合物如壳聚糖、明胶混合从而有效克服其缺点。然而，水凝胶作为创伤敷料材料也存在一定的不足，因为它可能为感染性细菌提供了一个有利的生长环境。为了防止皮肤创伤和敷料材料的细菌感染，青霉素和甲氧西林等抗生素被大量广泛地使用。然而，滥用抗生素导致了耐药病原体的出现，这已经成为了全世界关注的重大健康问题。因此，鉴定新型抗生素，尤其是具有克服耐药性的抗生素受到了极大的关注。溶菌酶(LZM)是一种天然抗菌剂，在几乎所有生物的细胞和分泌物中都存在。溶菌酶通过催化水解细菌细胞壁的肽聚糖中N-乙酰胞壁酸和N-乙酰葡萄糖胺之间的β-1,4糖苷键从而发挥其抗菌作用。溶菌酶价格低廉，被美国食品药品管理局(FDA)列为安全等级，并被欧洲联盟列为安全的食品添加剂(E1105)。溶菌酶已广泛用于抗菌剂、创伤敷料和蛋白质分离。因此，基于溶菌酶的抗菌材料的开发对于制备环境友好的抗菌材料非常重要。

综上所述，现有技术存在的问题是：丝胶是一种良好的蛋白质资源，但无定形结构使其具有物理脆性和高溶解性，如开发其在生物医学材料的应用潜能，需对其进行改性；琼脂糖具有良好的机械性能和生物相容性，但其细胞粘附和增殖活性较低；水凝胶可以为感染性细菌提供一个有利的生长环境，故作为创伤敷料材料也不可能；已开发的金属/金属氧化物等抗菌材料，在生产和使用过程中可能对生态系统产生不利影响。

解决上述技术问题的难度和意义：