[发明专利]一种蚕茧提取物水凝胶的制备方法

说明书

本发明提供一种蚕茧提取物水凝胶的制备方法，通过羧甲基壳聚糖的引入，利用丝素蛋白或丝胶蛋白与羧甲基壳聚糖之间形成的氢键相互作用，降低了形成水凝胶所需的电压和施加电压时溶液中丝素蛋白或丝胶蛋白的浓度。相比较目前有关通过电沉积法制备丝素蛋白水凝胶的技术，本发明能够实现在更低的驱动电压下在阳极形成水凝胶，制备出性能优良、结构均一的丝素蛋白或丝胶蛋白水凝胶。本发明可降低成本，节约能源，同时降低制备难度；可在相同资源条件下获得更多的丝素蛋白或丝胶蛋白水凝胶，使其能够适用于大规模的工业生产，这能扩大丝素蛋白或丝胶蛋白水凝胶的应用潜力，符合社会经济可持续发展的目标。

技术领域

本发明属于生物材料技术领域，涉及蚕茧提取物，具体涉及一种蚕茧提取物水凝胶的制 备方法。

背景技术

蚕茧是指桑蚕的茧，桑蚕蛹期的囊形保护层，内含蛹体。茧层呈长椭圆形、椭圆束腰形、 球形或纺锤形等不同形状，或中部稍缢缩，茧有白、黄、淡绿、肉红等颜色，表面白色，有 不规则皱纹，并有附着的蚕丝，呈绒毛状。茧层可以缫丝，茧衣及缫制后的废丝可作丝棉和 绢纺原料。蚕茧主要由蛋白质、水分、灰分等成分组成，其中蛋白质主要为丝胶蛋白(silk glue) 和丝素蛋白(Silk fibroin,SF)组成。丝胶蛋白是包裹在丝素蛋白纤维表层的一种天然大分子 蛋白，其具有良好的水溶性、促细胞黏附和增殖活性、低的免疫原性以及独特的原位荧光性、 抗氧化活性等性能，而被广泛应用在织物物理涂层、化妆品添加剂，以及食品、医药、功能 性生物材料领域。丝素蛋白具有良好的生物相容性，对机体无毒，无致敏和刺激作用，由丝 素蛋白制备出的水凝胶含水量高、有一定的柔韧性、在水中有较好的稳定性，在药物缓释、 组织工程和医用敷料等方面具有广阔的应用前景。电沉积法是指在电解池中，通过电极反应， 使得溶液中的物质沉积到电极表面的方法。有文献报道，采用电沉积法能快速制备出生物相 容性良好、具有粘附特性的SF水凝胶。Kaplan等人发现，在施加电压为25V，溶液中SF 质量分数为8％时，3分钟即可在阳极上获得SF水凝胶[Silkfibroin electrogelation mechanisms. Acta Biomaterialia,2011,7(6):2394-2400.]。然而在25V电压下制备SF水凝胶时，由于工作电 极上会产生大量氧气，使得SF水凝胶成型效果不好，水凝胶质地不均匀。此外，Kaplan等 人进一步的研究表明，当溶液中SF质量分数低于7％时，在电极上施加电压很难形成水凝胶 [Silk fibroin electrogelationmechanisms.Acta Biomaterialia,2011,7(6):2394-2400.]。降低成胶电 压有助于节约能源，避免在高电压下可能发生的电化学反应，获得成型效果良好的水凝胶， 并降低装置的制造成本，提高水凝胶体系的稳定性，因而有必要开发一种低电压下制备出质 地均一的丝素蛋白水凝胶的方法。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种蚕茧提取物水凝胶的制备方法。 发明人在研究中意外发现，通过电沉积法制备蚕茧提取物(丝素蛋白或丝胶蛋白)水凝胶时， 加入一定量的羧甲基壳聚糖(Carboxymethyl Chitosan，CMCS)，可以降低形成丝素蛋白或 丝胶蛋白水凝胶所需的电压和施加电压时溶液中丝素蛋白或丝胶蛋白的浓度，制备出质地均 一的水凝胶，在节约能源、降低成本的同时，还能降低制备难度。

除特殊说明外，本发明所采用的百分数均为质量百分数。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种蚕茧提取物水凝胶的制备方法，其特征在于：采用三电极体系，以石墨电极为工作 电极，以铂片电极为对电极，以Ag/AgCl电极为参比电极，对含NaCl的蚕茧提取物/CMCS 混合溶液施加3～5V的直流电压，通电时间为2～5分钟，即可获得本发明水凝胶；所述蚕茧 提取物为丝素蛋白或丝胶蛋白。

根据本发明的一个实施方案，上述混合溶液中羧甲基壳聚糖溶液浓度为0.005～0.02g/mL。