本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種絲素蛋白基抗菌納米纖維及其制備方法。所述納米纖維以質(zhì)量份計包括絲素蛋白40～98份，二氧化鈦1～10份，殼聚糖1～60份；具體其制備方法為：將蠶絲經(jīng)脫膠、干燥獲得絲素纖維，再經(jīng)處理制備成再生絲素蛋白膜，將絲素蛋白、二氧化鈦、殼聚糖按一定質(zhì)量比溶于極性溶劑中，制備成質(zhì)量濃度為0.01%～80%的紡絲液，采用靜電紡絲設(shè)備室溫狀態(tài)下制得平均直徑為10～1000nm的絲素蛋白基抗菌納米纖維。本發(fā)明專利技術(shù)新開發(fā)的絲素蛋白基抗菌納米纖維抗菌率達(dá)95%以上，在具有長久抗菌性的同時，還具有良好的生物相容性以及優(yōu)異的力學(xué)性能，適用于生物醫(yī)用材料。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種納米纖維材料及其制備方法，具體涉及一種絲素蛋白基抗菌納米纖維材料及其制備方法，屬于醫(yī)用材料領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
納米抗菌材料是一類具備抑菌性能的新型材料，由于材料中抗菌劑的高比表面積和高反應(yīng)活性的特殊效應(yīng)，大大提高了整體的抗菌效果，可以使微生物包括細(xì)菌、真菌、酵母菌、藻類以及病毒等的生長和繁殖保持較低的水平。用抗菌材料制成的各種制品，具有衛(wèi)生自潔功能，可有效避免細(xì)菌的傳播，并能使抗菌材料的力學(xué)性能得到強化，納米抗菌產(chǎn)品不僅可有效阻止人與人、人與物、物與物的細(xì)菌交叉?zhèn)魅?，還可以引導(dǎo)人們把醫(yī)療保健模式從事后治療轉(zhuǎn)變?yōu)槭虑邦A(yù)測和預(yù)防。隨著人們生活水平及健康環(huán)境意識的提高，納米抗菌材料及其產(chǎn)品的生產(chǎn)已成為重要的新興產(chǎn)業(yè)。目前大多數(shù)抗菌材料主要采用向材料中直接添加抗菌劑或化學(xué)接枝等方法將具有抗菌功能的材料或基團引入，或涂覆于材料表面使材料成為具有抗菌性能的材料。目前有關(guān)抗菌材料的研究以含納米銀或者銀離子的抗菌材料報道居多，納米銀多數(shù)為粉末添加齊U，制備工藝復(fù)雜，加工成本高，而且在應(yīng)用時納米銀易團聚、與材料基體結(jié)合較差；中國專利申請CN102391738A公開了一種含銀離子的聚乙烯醇基納米復(fù)合抗菌涂膜材料及其制備方法，先制備聚乙烯醇基納米復(fù)合涂膜材料，再將其浸入硝酸銀溶液中，攪拌，經(jīng)去離子水清洗除去殘留的銀離子，室溫干燥，獲得含銀離子的聚乙烯醇基納米復(fù)合抗菌涂膜材料，該方法工藝復(fù)雜，由其制備的涂膜材料的抗菌耐久性不能得到保證。另一方面，隨著納米材料技術(shù)的飛速發(fā)展，納米纖維技術(shù)已成為纖維科學(xué)的前沿和研究熱點，并在電子、機械、生物醫(yī)學(xué)、化工、紡織等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域得到應(yīng)用。納米纖維主要包括兩個概念:一是嚴(yán)格意義上的納米纖維，指纖維直徑小于100 nm的超細(xì)纖維；另一概念是將納米微粒填充到纖維中，對纖維進行改性，采用性能不同的納米微粒，可開發(fā)抗菌、阻燃、電磁屏蔽等各種功能性纖維。靜電紡絲技術(shù)是目前制備納米纖維最重要的方法。這一技術(shù)的核心，是使帶電荷的高分子溶液或熔體在靜電場中流動并發(fā)生形變，然后經(jīng)溶劑蒸發(fā)或熔體冷卻而固化，于是得到纖維狀物質(zhì)，這一過程簡稱電紡。采用天然或合成高聚物為原料，經(jīng)靜電紡絲制備的納米纖維材料已有報道，例如:以聚酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯、纖維素及其衍生物等為原料制備的納米纖維材料，但上述材料的生物相容性差，不適于用作醫(yī)用材料。絲素蛋白是一種純天然高分子材料，同膠原蛋白一樣具有良好的體內(nèi)、體外生物相容性(參見:Gregory H Altman, et al, Biomaterials, 2003, 401-416),適合用作生物材料。中國專利申請CN1348820A公開了一種抗菌絲素創(chuàng)面保護膜及其制備方法，該方法采用絲素與抗菌劑共混的方法獲得抗菌保護膜；中國專利申請CN102319448A公開了一種用于制備醫(yī)用創(chuàng)傷敷料的抗菌水凝膠材料及其制備方法，該方法采用添加季銨化殼聚糖制備絲素蛋白抗菌水凝膠，其制備過程簡單，但材料的力學(xué)性能很差。同時，作為醫(yī)用抗菌材料，不僅要注重其廣譜的抗菌活性，更需要全面考慮其生物安全性、生物相容性以及降解性，應(yīng)避免有急性毒性、過敏反應(yīng)等問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供，所制得的納米纖維具有良好的生物相容性、優(yōu)異的力學(xué)性能以及長久抗菌效果。為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案是:一種絲素蛋白基抗菌納米纖維，按質(zhì)量份計，包括如下組分: 絲素蛋白4(Γ98份 二氧化鈦I 10份 殼聚糖f 60份 其中，所述二氧化鈦的粒徑為^lOOOnm ;所述絲素蛋白基抗菌納米纖維的直徑為10 1000 nm。上述技術(shù)方案中，所述殼聚糖的脫乙酰度為50% 100%，分子量為2 X IO5 5 X 105，粘度為0.7 IPa.S。上述技術(shù)方案中，所述絲素蛋白為柞蠶絲、桑蠶絲、天蠶絲、蓖麻蠶絲、樟蠶絲、木薯蠶絲、柳蠶絲中的一種或多種。上述絲素蛋白基抗菌納米纖維的制備方法，包括以下步驟: (1)絲素蛋白膜的制備:蠶絲經(jīng)脫膠、干燥獲得絲素纖維，絲素纖維經(jīng)處理制備成再生絲素蛋白膜；` (2)紡絲液的制備:先將步驟(I)制備的絲素蛋白膜和二氧化鈦溶于極性溶劑中，再將殼聚糖加入溶液中，室溫攪拌，充分混合后制成均勻紡絲溶液，紡絲液濃度0.01% 80% ;所述的極性溶劑為無水甲酸、冰醋酸、二甲基甲酰胺、冰醋酸、三氟乙酸、六氟異丙醇中的一種或幾種； (3)納米纖維的制備:將步驟(2)制備的紡絲液用靜電紡絲裝置紡絲，獲得絲素蛋白基抗菌納米纖維材料。上述技術(shù)方案中，所述步驟(I)中對絲素纖維的處理包括溶解、透析、過濾、干燥過程；其中溶解過程所采用的溶劑選自LiBr、C2H5OH和H2O的混合液(LiBr: C2H5OH:H20=45:44:11 質(zhì)量比)、LiBr 和 H2O 的混合液(LiBr: H20=40:60 質(zhì)量比)或 CaCl2' C2H5OH和 H2O 的混合液(CaCl2: C2H5OH: H2O=1:2:8 摩爾比)。上述技術(shù)方案中，所述步驟(I)中對絲素纖維的處理包括溶解、干燥、水洗、再干燥過程，其中溶解過程所采用的溶劑選自酸:鹽的質(zhì)量比為99:1 10:90的酸/鹽混合液；所述酸選自甲酸、磷酸或者兩者的混合液；鹽選自氯化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣、硝酸鈣、羥基磷灰石、磷酸三鈣、磷酸四鈣、磷酸八鈣、磷酸氫鈣、磷酸鈣、溴化鋰、氯化鋇、氯化銅、氯化鋅、氯化鎂中的一種或者多種。上述技術(shù)方案中，所述步驟(3)中靜電紡絲的工藝參數(shù)為:電壓I 50千伏，接收距離I 50厘米，溶液流量為0.01 20mL/h。由于上述技術(shù)方案運用，本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點: 1.本專利技術(shù)開發(fā)了一種多組分絲素蛋白基抗菌納米纖維材料，抗菌成分二氧化鈦和殼聚糖均勻分散在納米纖維中，納米纖維的抗菌率達(dá)到95%以上，相比于現(xiàn)有技術(shù)中單獨使用二氧化鈦或者殼聚糖的材料的抗菌效果更持久，抗菌率更高。2.本專利技術(shù)制備的納米纖維材料以天然絲素蛋白為基體，具有好的生物相容性、良好的降解性以及優(yōu)異的力學(xué)性能，是一種理想的生物醫(yī)用材料； 3.本專利技術(shù)的制備方法簡單易行，制備條件可控，并可根據(jù)需要調(diào)節(jié)物料配比，從而獲得滿足相應(yīng)性能的生物醫(yī)用材料，具有良好的應(yīng)用前景。附圖說明圖1是本專利技術(shù)實施例一中絲素蛋白基抗菌納米纖維的掃描電鏡圖。具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本專利技術(shù)作進一步描述: 實施例一 一種絲素蛋白基抗菌納米纖維，其制備方法包括如下步驟: (1)天然桑蠶絲用質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.05%的碳酸鈉溶液煮沸30 min脫膠，重復(fù)3次后獲得純桑蠶絲素蛋白纖維；將該絲素蛋白溶解于LiBr:C2H5OH:H20=45:44:11 (質(zhì)量比)混合液中，在70°C水浴鍋內(nèi)攪拌溶解獲得再生絲素蛋白溶液；經(jīng)透析、過濾、成膜，形成再生絲素蛋白膜； (2)將再生絲素蛋白膜、二氧化鈦和殼聚糖按質(zhì)量比95:3:2準(zhǔn)備，先將再生絲素蛋白膜和二氧化鈦溶于甲酸中，然后，再將殼聚糖加入上述溶液中，室溫攪拌4h，制備成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的紡絲液； (3)將上述制得的紡絲液，在室溫狀態(tài)下，利用靜電紡絲設(shè)備進行紡絲，即可獲得絲素蛋白基抗菌納米纖維。紡絲時工藝參數(shù)為:紡絲速度為0.2ml/h ;紡絲電壓為15kV ;接收距離為10cm。附圖1為上述制得的絲素蛋白基抗本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種絲素蛋白基抗菌納米纖維，其特征在于，按質(zhì)量份計，包括如下組分：絲素蛋白?????????????40～98份二氧化鈦?????????????1～10份殼聚糖???????????????1～60份其中，所述二氧化鈦的粒徑為5～1000nm；所述絲素蛋白基抗菌納米纖維的直徑為10～1000?nm。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：明津法，孫亦彬，
申請(專利權(quán))人：蘇州維賽生物醫(yī)藥有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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