丝素明胶共混膜制备工艺筛选及其结构与性能研究

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1、摘要丝素蛋白作为一种来源广泛的传统天然蛋白，开发利用前景日益被人们重视。丝素膜作为创伤敷料和人工皮肤加以利用，无毒性和过敏反应，与人体相容性好，这在人工材料中并不多见，因此，将丝素膜用于生物医学材料具有独特的优势和广阔的开发前景。目前，国内外对丝素膜的制备、结构和性能等，已进行了大量的研究，但多侧重于研究膜的结构，且制出的膜厚度较小，这是因为随着丝素膜厚度的增加，成膜过程中膜的内应力差增大，往往难以制备出完整的丝素膜。而且单纯的丝素膜易碎易溶于水，这在很大程度上限制了丝素膜用作组织工程基材和创伤敷料，在生物医学领域难以充分发挥其独特的优点。明胶价格

2、便宜、生物相容性好、在体内可被完全吸收、对人体无毒且容易成型，尤其是明胶的生物降解性和无毒性，正符合当今生物材料发展的要求。但是明胶本身干燥后质地脆，难以成膜，不耐水，潮湿环境中易受细菌侵蚀而变质。明胶膜湿态时稳定性差而且粘附体液的能力低，力学性能差。目前在诸多胶原创面覆盖物和人工皮的研究与应用中还没有最终令人满意的永久性制品。本研究通过对丝素脱胶、降解方法的筛选，制备丝素液，进而制成再生丝素膜。采用IR、DSC测试技术测定丝素生物膜的理化性质。然后在丝索液中分别添加交联剂和明胶，改变其共混比，结合不同的成膜条件等方法，以改善丝素膜的溶解性能、透水

3、透气性能及力学性能。比较各种成膜因素对共混膜性能的影响大小，确定适于工业批量生产的经济有效的制备工艺。最终研究结果如下：l。丝素／明胶的共混比对溶胀度和溶解率有极显著影响，丝素／明胶共混膜的溶胀度随着明胶含量的增加而提高，溶解率则相反，但它们存在一个明胶含量临界值。其中SFG4共混膜的溶胀度高而溶解率低。不同浓度乙醇处理对丝素／明胶共混膜的溶胀度和溶解率也有极显著影响。50％乙醇不溶化处理后的共混膜溶胀度高而溶解率相对较低。2．共混比对丝素／明胶共混膜的透气率影响显著，共混膜SFG5的透气率高于纯丝素膜和纯明胶膜的。成膜温度、烘干时间和不同浓度乙醇

4、处理vIlI对丝素／明胶共混膜的透气率都有极显著的影响。40。C下制得的膜透气率要优于60。C的，经50％乙醇处理的膜的透气率优于未经乙醇处理的，烘干8h制得的膜则优于烘干12h和4h的。共混比对丝素／明胶共混膜的透水率有着极显著的影响，SFG3和SFG4的透水性能优良。不同浓度乙醇处理则对共混膜的透水率影响显著。未处理的共混膜的透水率优于50％乙醇处理的。3．不同制备方法和不同浓度乙醇处理对SFG4的断裂强度影响极显著，自然干燥不经乙醇处理的丝素／明胶共混膜SFG4断裂强度最高。自然干燥未经乙醇处理的SFG4伸长率最好。4．共混比对丝素／明胶共混

5、膜的热稳定性有较大的影晌。随着共混膜中明胶含量的增加，共混膜热稳定性逐步提高，其中sFG4的热稳定性最好。5．不论哪种方法制各的共混膜系列组或者何种浓度乙醇处理得到的共混膜系列组中，SFG4中B．折叠结构含量高于纯丝素膜和纯明胶膜，但却并不是这两者的简单加和值。通过电镜照片证明丝素与明胶共混后，两者发生了交联，从而引起分子构象发生变化。乙醇处理对酰胺I处吸收峰的位移改变尤其明显。75％乙醇比50％乙醇更能促进无轨卷曲结构向B一折叠结构的转化。通过实验并联系实际生产和应用要求，确定采用Na2C03对蚕丝进行脱胶，用CaCl2降解丝素，透析袋透析脱盐，

6、风干浓缩后，以2％的丝素降解液与5％的明胶溶液按照sF／G=4：6的比例共混后，在60℃下烘干8h制得的丝素／明胶共混膜各项性能指标优良，可以应用于实际大批量生产。关键词：丝素；明胶；共混膜：结构：性能IXPreparationTechniquesofSilkFibroin／GelatinBlendMembranesandItsStructureandPerformanceSilkfibroinisaninartificalproteinusedastextilematerialforalongtime．Nowinterestshaveriseni

7、ntheuseofsilkfibroinasstartingmaterialforadvancedbiomedicalapplicationssuchaswounddressingandartiftcalskinbasedonitsavirulenceandexcellentbiocompatibility．Butpuresilkfibroinfilmisfrangibilityandcanbedissolvedinwatereasily．Toextendtheusefieldofsilkfibroin，peoplemustsearchafinem

8、ethod．Gelatincanbebiodegradedeasilyandhasexcellentbiocompatib