[发明专利]一种多巴胺调控的天然丝素微纤维的制备方法

说明书

本发明公开了一种多巴胺调控的天然丝素微纤维的制备方法，属于生物材料技术领域；本发明首先将制得碳酸钠和家蚕丝混合水溶液通过加热去除蚕丝中的丝胶成分洗净烘干后去除人体免疫原性的丝胶蛋白得到脱胶丝素材料，将该材料加入三氨基甲烷和多巴胺的混合溶液，遮光静置后得到聚多巴胺包覆的脱胶丝素材料以保护纤维的有序一维结构，加入配置好的碱溶液后加热从局部打开链状结构，然后将此溶液超声处理进行液体剥离，最终得到具有稳定一维结构的天然丝素微纤维材料；本发明采用聚多巴胺修饰脱胶丝素材料在剥离过程中起到调控作用，纤维分散性好；具有聚多巴胺包覆的丝素微纤维具有优良生物相容性、机械性能、可降解性，材料表面进行功能性修饰。

技术领域

本发明涉及生物材料技术领域，具体涉及一种多巴胺调控的天然丝素微纤维的制备方法。

背景技术

天然聚合物材料如丝、纤维素、几丁质等由跨越微观尺度到宏观尺度的复杂分层结构组成，有数千年运用的历史；由于其卓越的宏观性能，如今这些材料的应用已经扩展到不同的领域，如生物医学、光子学和电子学；但是从微观结构出发的研究和探索仍是比较有限；尤其对于天然丝来说，由于高结晶度和复杂的分级结构，从天然丝直接提取微纤维仍是一种挑战。

迄今为止，已经报道了化学方法碱或甲酸/氯化钠溶解和物理方法超声波处理，但两者都具有内在限制；碱或甲酸/氯化钠溶解产生微丝素纤维束聚集体，并且由于碱或甲酸的溶解，这些纤维束仅在短时间内：6小时内稳定；对于超声波方法，丝纤维仅剥离以产生微纤维垫并且缺乏再加工性能，因此限制了材料的应用；其次，这两种方法都不会在单一微纤维标度上剥离丝纤维，这在定义丝素微纤维的机械性能时至关重要，并且能够作为新材料再生的第一步；最优丝素微纤维在水溶液中的分散一直是上述方法不能很好保证的，这使得后续的材料加工受限。

综上所述，传统方法从天然丝直接提取微丝纤维的方法主要存在以下三个主要缺陷；第一，无法再微米尺度上保留微纤维的完整一维形貌，也无法长期保存；第二，剥离出的微纤维很难进一步修饰加工，在水溶液中分散性不足；第三，传统剥离微纤维的方法所使用的试剂不安全。

发明内容

本发明提供一种具有较高长径比、具有优良生物相容性、可降解性、机械性能和细胞黏附性的多巴胺调控的天然丝素微纤维的制备方法。

本发明的有益效果是：一种多巴胺调控的天然丝素微纤维的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将蚕丝去除丝胶得到脱胶丝素；

步骤2：将多巴胺分散在碱性溶液A中，混合均匀后加入步骤1得到的脱胶丝素，多巴胺和脱胶丝素的质量比为1:100～1:2，反应完全后得到聚多巴胺修饰的脱胶丝素；

步骤3：将步骤2得到聚多巴胺修饰的脱胶丝素分散在碱性溶液B中，加热处理得到初步裂解的聚多巴胺修饰的丝素纤维；

步骤4：将步骤3得到的初步裂解的聚多巴胺修饰的丝素纤维分散均匀，离心烘干得到所需天然丝素微纤维。

进一步的，所述步骤1中去除丝胶过程如下：

将蚕丝分散于pH为7.5～10的碱性溶液中，蚕丝的浓度为0.001～0.5g/L；然后在80℃～95℃的条件下处理20min～100min；重复相同的处理2～5次，烘干后得到脱胶丝素。

进一步的，所述步骤2中的碱性溶液A的pH为7.5～9，反应时间为3～10h。

进一步的，所述步骤3中的碱性溶液B的pH为8～10.5，加热温度为40℃～70℃，处理时间为2～5小时。

进一步的，所述步骤4中通过超声进行分散，超声处理的振幅为5～15微米，频率为5KHz～25KHz，处理时间为10min～70min。

进一步的，所述步骤4中离心处理中转速为3000rad～10000rad，处理时间为5min～20min，处理次数为3～5次。