專(zhuān)利名稱(chēng)：一種冷凍制備角蛋白多孔膜的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷凍制備角蛋白多孔膜的工藝，屬于生物材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
角蛋白天然纖維廣泛存在于自然界中，各種動(dòng)物的毛發(fā)均為角蛋白材料。我國(guó)的紡織產(chǎn)業(yè)和畜牧加工業(yè)每年產(chǎn)生大量的廢棄動(dòng)物毛發(fā)纖維，這些廢棄角蛋白纖維的任意丟棄，不僅會(huì)造成環(huán)境的污染，而且是資源的浪費(fèi)。動(dòng)物纖維中角蛋白的含量達(dá)90%以上，是極好的可再生利用資源，在化妝品、紡織印染、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域已有應(yīng)用。組織工程的基礎(chǔ)是組織工程材料，而其基體材料是生物細(xì)胞生長(zhǎng)和成形的支撐體。人們可以在體外將干細(xì)胞移植在基體上，生長(zhǎng)成由正常組織細(xì)胞和生物基體材料組成的生物復(fù)合材料。不僅可以對(duì)此做體外生物和醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)，獲得科學(xué)數(shù)據(jù)，也有望植入人體做組織修復(fù)和器官替代。顯然，選擇和制備生物相容性的生物基體材料具有重要學(xué)術(shù)意義和實(shí)用價(jià)值。而羊毛角蛋白本身具有生物相容性、良好的機(jī)械性能、優(yōu)異的生物化學(xué)性能等， 是作為組織工程材料基體的首選材料之一。國(guó)內(nèi)對(duì)于多孔膜的研究，有‘一種多孔絲素膜及其制備方法’(中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00102103. 6)，他是以蠶絲作為原材料，然后經(jīng)脫膠、溶解、透析、濃縮后，采用冷凍干燥法， 制成多孔膜。冷凍干燥溫度范圍-4—85°C?！环N生物醫(yī)用材料及其制備方法和用途’(中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00310111025. O)，
其是采用膠原蛋白或明膠、葡甘聚糖、硫酸軟骨素或殼聚糖，經(jīng)攪拌、減壓脫泡、干燥、堿性水溶液浸泡、漂洗最后成膜；或者將脫泡后的復(fù)合物直接冷凍干燥成膜。冷凍干燥溫度范圍-40--75O?！鋬龈稍锓ㄖ苽涠嗫撞牧系母倪M(jìn)’(中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00710039451. 6)，其特征在于通過(guò)控制粉體和有機(jī)添加劑的添加量調(diào)控漿料的固含量，控制冷凍速率形成多孔素胚， 最后經(jīng)過(guò)燒結(jié)、制成多孔材料。其粉體為陶瓷粉體，有機(jī)添加劑為聚乙烯醇、甲基纖維素或淀粉，冷凍干燥溫度范圍-10—60°C?！环N真空冷凍干燥法制備大比表面積納米多孔材料的方法’(中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?200910037592. 3)，步驟為以有機(jī)硅烷前聚體或金屬醇鹽為原材料合成濕凝膠，靜置老化， 用乙醇清洗，再加入修飾劑浸泡，最后預(yù)凍干燥。預(yù)凍溫度范圍-10-85°C。‘一種殼聚糖/聚乙烯醇/聚乳酸共混多孔膜的制備方法’ (CN 101824160A)，是以殼聚糖，聚乙烯醇，聚乳酸為原材料制的多孔膜，步驟為醋酸溶解殼聚糖，二甲基亞砜溶解聚乳酸，去離子水溶解聚乙烯醇，再將上述三種溶液混合，攪拌，靜置脫泡，冷凍干燥。冷凍干燥溫度范圍-8-80°C。上訴專(zhuān)利報(bào)道雖與本發(fā)明所使用的多孔膜的成形方法有關(guān)，但與羊毛角蛋白的再利用，化學(xué)試劑、溶液酸堿性、工藝參數(shù)存在不同
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在于提供一種冷凍制備角蛋白多孔膜的工藝，該工藝簡(jiǎn)單、清潔環(huán)保，制得的角蛋白多孔膜具有厚度均勻、孔洞分散性好的特點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種冷凍制備角蛋白多孔膜的工藝，其特征在于它包括如下步驟I)將羊毛人工剪切成O. 5 Icm的小段，空化作用后使羊毛鱗片與毛干分離，經(jīng)篩網(wǎng)(125目篩網(wǎng))保留無(wú)鱗片的羊毛毛干，而去除分離后的鱗片，得到無(wú)鱗片的羊毛毛干;2)按無(wú)鱗片的羊毛毛干的重量與助劑的體積比為5g 100ml，將步驟I)中所制備的無(wú)鱗片的羊毛毛干在助劑(無(wú)毒中性、少污染的助劑)中水浴攪拌溶解，水浴溫度為60 100°C，水浴時(shí)間6 12h，用100 400目篩過(guò)濾，得到濾液，再用截留分子量為 3500Da 14000Da的透析袋透析，透析時(shí)間為3 7天，得到羊毛角蛋白溶液(或稱(chēng)角蛋白基質(zhì)溶液)；3)將步驟2)得到的羊毛角蛋白溶液用聚乙二醇(分子量為20000)濃縮，濃縮至羊毛角蛋白溶液的濃度為(100 300)mg/ml，在-20 _80°C的溫度下預(yù)凍，預(yù)凍時(shí)間為 3 18h，然后在低溫(溫度為O -80°C )真空條件(真空度為I 5bar)下凍干成角蛋白多孔膜，溫度為O -80°C，設(shè)備內(nèi)氣壓為I 5bar，凍干時(shí)間為12 20h。步驟I)中所述空化作用為超聲波作用，按小段的羊毛的重量與溶劑的體積比為 Ig : 50 100ml，將小段的羊毛放入溶劑中超聲波作用5 20min(間歇式作用，作用總時(shí)間為5 20min)，其中空化作用時(shí)間為Is 9s、間歇時(shí)間為2s 18s ;超聲波的功率為200 600W ;所用溶劑為濃度80wt% 90wt%的甲酸；使羊毛鱗片與毛干分離，經(jīng)篩網(wǎng) (125目篩網(wǎng))保留無(wú)鱗片的羊毛毛干，而去除分離后的鱗片。步驟2)中的助劑是由尿素水溶液(溶劑)、十二烷基磺酸鈉(表面活性劑)、2_巰基乙醇(開(kāi)鍵還原劑)、水(去離子水)混合而成，尿素水溶液、十二烷基磺酸鈉、2-巰基乙醇、水的配比為40g Ig 2.5ml 100ml ;尿素水溶液的濃度為20 40wt%。所得到的角蛋白多孔膜的用途，其特征在于可用于抗菌材料、組織工程材料、人工骨材、生物活體載體或微膠囊等。本發(fā)明的有益效果是I)本發(fā)明的角蛋白多孔膜的制備，是采用無(wú)毒、低污染的中性溶劑(即助劑)直接溶解得到羊毛角蛋白大分子，故具有生物相容性、良好的機(jī)械性能、優(yōu)異的生物化學(xué)性能等，可作為組織工程材料基體的首選材料之一。2)角蛋白多孔膜的成形采用物理的冷凍干燥法，是先將自然鋪展在成膜板上的液膜(即羊毛角蛋白溶液)放置在真空冷凍干燥機(jī)內(nèi)，降溫后，利用水相在低于冰點(diǎn)時(shí)會(huì)形成晶核和結(jié)晶成長(zhǎng)為較大的冰晶粒子，使角蛋白與水相分離成兩相結(jié)構(gòu)，在真空的干燥作用下，冰晶及部分液體水會(huì)升華或蒸發(fā)，留下連續(xù)或不連續(xù)孔隙，形成多孔，而冰晶粒子附近的角蛋白溶液則被濃縮、固化形成連續(xù)的支撐相，故清潔環(huán)保。3)由冷凍干燥法可得到孔隙分布均勻、規(guī)則，取向性好的致密羊毛角蛋白多孔膜。4)本發(fā)明所采用的原料來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉，成膜工藝簡(jiǎn)單、清潔環(huán)保、易于產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)品附加值高。


圖I為實(shí)施例I制得的羊毛角蛋白多孔膜的SEM圖。圖I說(shuō)明由實(shí)施例I得到的羊毛角蛋白多孔膜的孔洞分散性均勻。
具體實(shí)施例方式為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容并不僅僅局限于下面的實(shí)施例。實(shí)施例II)將羊毛洗凈、脫脂、烘干后，將羊毛人工剪切成O. 5 Icm的小段，以固液比 lg/100ml浸入到濃度為88wt%的甲酸中，以功率200w，空化作用時(shí)間Is/間隔時(shí)間2s超聲波破碎IOmin后，用125目篩網(wǎng)保留無(wú)鱗片的羊毛毛干，而去除分離后的鱗片。將得到的無(wú)鱗片的羊毛毛干洗凈，干燥，備用。2)將40g尿素水溶液(濃度為30wt% )，Ig十二烷基磺酸鈉，2. 5ml 2_巰基乙醇加入到IOOml去離子水中得到所用助劑。將無(wú)鱗片的羊毛毛干按固液比為5g/100ml浸入到所得助劑中水浴攪拌溶解，在80°C攪拌8h，用125目篩過(guò)濾，將濾液用截留分子量為3500Da 透析袋透析，透析時(shí)間為5天，得到羊毛角蛋白溶液(角蛋白基質(zhì)溶液)；3)將步驟2)得到的羊毛角蛋白溶液在聚乙二醇20000的作用下濃縮到羊毛角蛋白溶液的濃度為100mg/ml。將濃縮后的羊毛角蛋白溶液置于模具內(nèi)，控制厚度在Icm以內(nèi)， 在-25°C的溫度下預(yù)凍，預(yù)凍時(shí)間為12h，然后在低溫真空條件下(溫度為_(kāi)80°C，設(shè)備內(nèi)氣壓為2bar)凍干成膜，凍干時(shí)間為12h后，得到羊毛角蛋白多孔膜(即角蛋白多孔膜)。此羊毛角蛋白多孔膜的厚度均勻，厚度小于1cm。拉伸斷裂強(qiáng)度為13.6N/cm2，斷裂伸長(zhǎng)率為
11.5 %，說(shuō)明具有良好的機(jī)械性能。圖I為實(shí)施例I制得的羊毛角蛋白多孔膜的SEM圖。圖I說(shuō)明由實(shí)施例I得到的羊毛角蛋白多孔膜的孔洞分散性均勻，說(shuō)明孔洞分散性好。應(yīng)用實(shí)例I :體外細(xì)胞培養(yǎng)在無(wú)菌條件下將羊毛角蛋白多孔膜放入細(xì)胞培養(yǎng)皿中，種植一定密度的待培養(yǎng)細(xì)胞，加入DMF培養(yǎng)液，將培養(yǎng)皿置于37°C，5wt% CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。細(xì)胞在羊毛角蛋白多孔膜上正常生長(zhǎng)，繁殖，鋪展。說(shuō)明本發(fā)明可用于生物活體載體。實(shí)施例2I)將羊毛洗凈、脫脂、烘干后，將羊毛人工剪切成O. 5 Icm的小段，以固液比 lg/100ml浸入到濃度為88wt%的甲酸中，以功率400w，空化作用時(shí)間3s/間隔時(shí)間6s超聲波破碎15min后，用125目篩網(wǎng)保留無(wú)鱗片的羊毛毛干，而去除分離后的鱗片。將得到的無(wú)鱗片的羊毛毛干洗凈，干燥，備用。2)將40g尿素水溶液(濃度為30wt% )，Ig十二烷基磺酸鈉，2. 5ml 2_巰基乙醇加入到IOOml去離子水中得到所用助劑。將無(wú)鱗片的羊毛毛干按固液比為5g/100ml浸入到所得助劑中水浴攪拌溶解，在60°C攪拌12h，用125目篩過(guò)濾，將濾液用截留分子量為 3500Da透析袋透析，透析時(shí)間為5天，得到羊毛角蛋白溶液(角蛋白基質(zhì)溶液)；3)將步驟2)得到的羊毛角蛋白溶液在聚乙二醇20000的作用下濃縮到羊毛角蛋白溶液的濃度為100mg/ml。將濃縮后的羊毛角蛋白溶液置于模具內(nèi)，控制厚度在Icm以內(nèi)，
5在-25°C的溫度下預(yù)凍，預(yù)凍時(shí)間為18h，然后在低溫真空條件下(溫度為_(kāi)80°C，設(shè)備內(nèi)氣壓為2bar)凍干成膜，凍干時(shí)間為12h后，得到羊毛角蛋白多孔膜(即角蛋白多孔膜)。此羊毛角蛋白多孔膜的厚度均勻，厚度小于1cm。拉伸斷裂強(qiáng)度為13. lN/cm2，斷裂伸長(zhǎng)率為
11.2 %，說(shuō)明具有良好的機(jī)械性能。從制得的羊毛角蛋白多孔膜的SEM圖(與圖I相同，省略)可看出羊毛角蛋白多孔膜的孔洞分散性均勻，說(shuō)明孔洞分散性好。應(yīng)用實(shí)例2:體外細(xì)胞培養(yǎng)在無(wú)菌條件下將羊毛角蛋白多孔膜放入細(xì)胞培養(yǎng)皿中，種植一定密度的待培養(yǎng)細(xì)胞，加入DMF培養(yǎng)液，將培養(yǎng)皿置于37°C，5wt% CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。細(xì)胞在羊毛角蛋白多孔膜上正常生長(zhǎng)，繁殖，鋪展。說(shuō)明本發(fā)明可用于生物活體載體。實(shí)施例3I)將羊毛洗凈、脫脂、烘干后，將羊毛人工剪切成O. 5 Icm的小段，以固液比 lg/100ml浸入到濃度為88wt%的甲酸中，以功率400w，空化作用時(shí)間5s/間隔時(shí)間IOs超聲波破碎20min后，用125目篩網(wǎng)保留無(wú)鱗片的羊毛毛干，而去除分離后的鱗片。將得到的無(wú)鱗片的羊毛毛干洗凈，干燥，備用。2)將40g尿素水溶液(濃度為30wt% )，lg十二烷基磺酸鈉，2.5ml 2_巰基乙醇加入到IOOml去離子水中得到所用助劑。將無(wú)鱗片的羊毛毛干按固液比為5g/100ml浸入到所得助劑中水浴攪拌溶解，在100°C攪拌6h，用125目篩過(guò)濾，將濾液用截留分子量為 3500Da透析袋透析，透析時(shí)間為5天，得到羊毛角蛋白溶液(角蛋白基質(zhì)溶液)；3)將步驟2)得到的羊毛角蛋白溶液在聚乙二醇20000的作用下濃縮到羊毛角蛋白溶液的濃度為100mg/ml。將濃縮后的羊毛角蛋白溶液置于模具內(nèi)，控制厚度在Icm以內(nèi)， 在-50°C的溫度下預(yù)凍，預(yù)凍時(shí)間為7h，然后在低溫真空條件下(溫度為-80°C，設(shè)備內(nèi)氣壓為3bar)凍干成膜，凍干時(shí)間為12h后，得到羊毛角蛋白多孔膜(即角蛋白多孔膜)。此羊毛角蛋白多孔膜的厚度均勻，厚度小于lcm。拉伸斷裂強(qiáng)度為15.2N/cm2，斷裂伸長(zhǎng)率為 12.5%,說(shuō)明具有良好的機(jī)械性能。從制得的羊毛角蛋白多孔膜的SEM圖可看出羊毛角蛋白多孔膜的孔洞分散性均勻，說(shuō)明孔洞分散性好。應(yīng)用實(shí)例3:體外細(xì)胞培養(yǎng)在無(wú)菌條件下將羊毛角蛋白多孔膜放入細(xì)胞培養(yǎng)皿中，種植一定密度的待培養(yǎng)細(xì)胞，加入DMF培養(yǎng)液，將培養(yǎng)皿置于37°C，5wt% CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。細(xì)胞在羊毛角蛋白多孔膜上正常生長(zhǎng)，繁殖，鋪展。說(shuō)明本發(fā)明可用于生物活體載體。實(shí)施例4I)將羊毛洗凈、脫脂、烘干后，將羊毛人工剪切成O. 5 Icm的小段，以固液比 lg/100ml浸入到濃度為88被％的甲酸中，以功率600w，空化作用時(shí)間3s/間隔時(shí)間6s超聲波破碎IOmin后，用125目篩網(wǎng)保留無(wú)鱗片的羊毛毛干，而去除分離后的鱗片。將得到的無(wú)鱗片的羊毛毛干洗凈，干燥，備用。2)將40g尿素水溶液(濃度為30wt% )，Ig十二烷基磺酸鈉，2. 5ml 2_巰基乙醇加入到IOOml去離子水中得到所用助劑。將無(wú)鱗片的羊毛毛干按固液比為5g/100ml浸入到所得助劑中水浴攪拌溶解，在80°C攪拌8h，用125目篩過(guò)濾，將濾液用截留分子量為3500Da透析袋(透析膜)透析，透析時(shí)間為5天，得到羊毛角蛋白溶液(角蛋白基質(zhì)溶液)；3)將步驟2)得到的羊毛角蛋白溶液在聚乙二醇20000的作用下濃縮到羊毛角蛋白溶液的濃度為200mg/ml。將濃縮后的羊毛角蛋白溶液置于模具內(nèi)，控制厚度在Icm以內(nèi)， 在-50°C的溫度下預(yù)凍，預(yù)凍時(shí)間為7h，然后在低溫真空條件下(溫度為-80°C，設(shè)備內(nèi)氣壓為3bar)凍干成膜，凍干時(shí)間為12h后，得到羊毛角蛋白多孔膜(即角蛋白多孔膜)。此羊毛角蛋白多孔膜的厚度均勻，厚度小于lcm。拉伸斷裂強(qiáng)度為15. lN/cm2，斷裂伸長(zhǎng)率為
12.I %，說(shuō)明具有良好的機(jī)械性能。從制得的羊毛角蛋白多孔膜的SEM圖可看出羊毛角蛋白多孔膜的孔洞分散性均勻，說(shuō)明孔洞分散性好。應(yīng)用實(shí)例4:體外細(xì)胞培養(yǎng)在無(wú)菌條件下將羊毛角蛋白多孔膜放入細(xì)胞培養(yǎng)皿中，種植一定密度的待培養(yǎng)細(xì)胞，加入DMF培養(yǎng)液，將培養(yǎng)皿置于37°C，5wt% CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。細(xì)胞在羊毛角蛋白多孔膜上正常生長(zhǎng)，繁殖，鋪展。說(shuō)明本發(fā)明可用于生物活體載體。實(shí)施例5I)將羊毛洗凈、脫脂、烘干后，將羊毛人工剪切成O. 5 Icm的小段，以固液比 lg/100ml浸入到濃度為90wt%的甲酸中，以功率200w，空化作用時(shí)間3s/間隔時(shí)間6s超聲波破碎20min后，用125目篩網(wǎng)保留無(wú)鱗片的羊毛毛干，而去除分離后的鱗片。將得到的無(wú)鱗片羊毛毛干洗凈，干燥，備用。2)將40g尿素水溶液(濃度為30wt% )，Ig十二烷基磺酸鈉，2. 5ml 2_巰基乙醇加入到IOOml去離子水中得到所用助劑。將無(wú)鱗片的羊毛毛干按固液比為5g/100ml浸入到所得助劑中水浴攪拌溶解，在80°C攪拌8h，用125目篩過(guò)濾，將濾液用截留分子量為3500Da 透析袋透析，透析時(shí)間為5天，得到羊毛角蛋白溶液(角蛋白基質(zhì)溶液)；3)將步驟2)得到的羊毛角蛋白溶液在聚乙二醇20000的作用下濃縮到羊毛角蛋白溶液的濃度為300mg/ml。將濃縮后的羊毛角蛋白溶液置于模具內(nèi)，控制厚度在Icm以內(nèi)， 在-80°C的溫度下預(yù)凍，預(yù)凍時(shí)間為3h，然后在低溫真空條件下(溫度為-80°C，設(shè)備內(nèi)氣壓為2bar)凍干成膜，凍干時(shí)間為12h后，得到羊毛角蛋白多孔膜(即角蛋白多孔膜)。此羊毛角蛋白多孔膜的厚度均勻，厚度小于lcm。拉伸斷裂強(qiáng)度為17. lN/cm2，斷裂伸長(zhǎng)率為 15.2%,說(shuō)明具有良好的機(jī)械性能。從制得的羊毛角蛋白多孔膜的SEM圖可看出羊毛角蛋白多孔膜的孔洞分散性均勻，說(shuō)明孔洞分散性好。應(yīng)用實(shí)例5:體外細(xì)胞培養(yǎng)在無(wú)菌條件下將羊毛角蛋白多孔膜放入細(xì)胞培養(yǎng)皿中，種植一定密度的待培養(yǎng)細(xì)胞，加入DMF培養(yǎng)液，將培養(yǎng)皿置于37°C，5wt% CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。細(xì)胞在羊毛角蛋白多孔膜上正常生長(zhǎng)，繁殖，鋪展。說(shuō)明本發(fā)明可用于生物活體載體。實(shí)施例6I)將羊毛人工剪切成O. 5 Icm的小段，按小段的羊毛的重量與溶劑的體積比為 Ig 50ml，所用溶劑為濃度80wt%的甲酸；將小段的羊毛放入溶劑中超聲波作用5min (間歇式作用，作用總時(shí)間為5min)，其中空化作用時(shí)間為Is、間歇時(shí)間為2s ;超聲波的功率為 200W;使羊毛鱗片與毛干分離，經(jīng)篩網(wǎng)(125目篩網(wǎng))保留無(wú)鱗片的羊毛毛干，而去除分離后的鱗片，得到無(wú)鱗片的羊毛毛干。2)將40g尿素水溶液(濃度為20wt% )，Ig十二烷基磺酸鈉，2. 5ml 2_巰基乙醇加入到IOOml去離子水中得到所用助劑。按無(wú)鱗片的羊毛毛干的重量與助劑的體積比為5g 100ml，將步驟I)中所制備的無(wú)鱗片的羊毛毛干在助劑中水浴攪拌溶解，水浴溫度為60°C，水浴時(shí)間6h，用100目篩過(guò)濾，得到濾液，再用截留分子量為3500Da的透析袋透析，透析時(shí)間為3天，得到羊毛角蛋白溶液；3)將步驟2)得到的羊毛角蛋白溶液用聚乙二醇(分子量為20000)濃縮，濃縮至羊毛角蛋白溶液的濃度為100mg/ml，在-20°C的溫度下預(yù)凍，預(yù)凍時(shí)間為3h，然后在低溫 (溫度為0°C)真空條件(真空度為Ibar)下凍干成角蛋白多孔膜，凍干時(shí)間為12h，得到羊毛角蛋白多孔膜(即角蛋白多孔膜)。此羊毛角蛋白多孔膜的厚度均勻，厚度小于lcm。拉伸斷裂強(qiáng)度為15. lN/cm2，斷裂伸長(zhǎng)率為12. I %，說(shuō)明具有良好的機(jī)械性能。從制得的羊毛角蛋白多孔膜的SEM圖可看出羊毛角蛋白多孔膜的孔洞分散性均勻，說(shuō)明孔洞分散性好。應(yīng)用實(shí)例6:體外細(xì)胞培養(yǎng)在無(wú)菌條件下將羊毛角蛋白多孔膜放入細(xì)胞培養(yǎng)皿中，種植一定密度的待培養(yǎng)細(xì)胞，加入DMF培養(yǎng)液，將培養(yǎng)皿置于37°C，5wt% CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。細(xì)胞在羊毛角蛋白多孔膜上正常生長(zhǎng)，繁殖，鋪展。說(shuō)明本發(fā)明可用于生物活體載體。實(shí)施例7I)將羊毛人工剪切成O. 5 Icm的小段，按小段的羊毛的重量與溶劑的體積比為Ig 100ml，所用溶劑為濃度90被％的甲酸；將小段的羊毛放入溶劑中超聲波作用 20min(間歇式作用，作用總時(shí)間為20min)，其中空化作用時(shí)間為9s、間歇時(shí)間為18s ;超聲波的功率為600W;使羊毛鱗片與毛干分離，經(jīng)篩網(wǎng)(125目篩網(wǎng))保留無(wú)鱗片的羊毛毛干， 而去除分離后的鱗片，得到無(wú)鱗片的羊毛毛干。2)將40g尿素水溶液(濃度為40wt% )，Ig十二烷基磺酸鈉，2. 5ml 2_巰基乙醇加入到IOOml去離子水中得到所用助劑。按無(wú)鱗片的羊毛毛干的重量與助劑的體積比為5g 100ml，將步驟I)中所制備的無(wú)鱗片的羊毛毛干在助劑中水浴攪拌溶解，水浴溫度為100°c，水浴時(shí)間12h，用400目篩過(guò)濾，得到濾液，再用截留分子量為HOOODa的透析袋透析，透析時(shí)間為7天，得到羊毛角蛋白溶液；3)將步驟2)得到的羊毛角蛋白溶液用聚乙二醇(分子量為20000)濃縮，濃縮至羊毛角蛋白溶液的濃度為300mg/ml，在-80°C的溫度下預(yù)凍，預(yù)凍時(shí)間為18h，然后在低溫 (溫度為-80°C)真空條件(真空度為5bar)下凍干成角蛋白多孔膜，凍干時(shí)間為20h，得到羊毛角蛋白多孔膜(即角蛋白多孔膜)。此羊毛角蛋白多孔膜的厚度均勻，厚度小于lcm。 拉伸斷裂強(qiáng)度為15. lN/cm2，斷裂伸長(zhǎng)率為12. I %，說(shuō)明具有良好的機(jī)械性能。從制得的羊毛角蛋白多孔膜的SEM圖可看出羊毛角蛋白多孔膜的孔洞分散性均勻，說(shuō)明孔洞分散性好。應(yīng)用實(shí)例7:體外細(xì)胞培養(yǎng)在無(wú)菌條件下將羊毛角蛋白多孔膜放入細(xì)胞培養(yǎng)皿中，種植一定密度的待培養(yǎng)細(xì)胞，加入DMF培養(yǎng)液，將培養(yǎng)皿置于37°C，5wt% CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。細(xì)胞在羊毛角蛋白多孔膜上正常生長(zhǎng)，繁殖，鋪展。說(shuō)明本發(fā)明可用于生物活體載體。
權(quán)利要求
1.一種冷凍制備角蛋白多孔膜的工藝，其特征在于它包括如下步驟1)將羊毛人工剪切成O.5 Icm的小段，空化作用后，得到無(wú)鱗片的羊毛毛干；2)按無(wú)鱗片的羊毛毛干的重量與助劑的體積比為5g 100ml，將步驟I)中所制備的無(wú)鱗片的羊毛毛干在助劑中水浴攪拌溶解，水浴溫度為60 100°C，水浴時(shí)間6 12h，用 100 400目篩過(guò)濾，得到濾液，再用截留分子量為3500Da 14000Da的透析袋透析，透析時(shí)間為3 7天，得到羊毛角蛋白溶液(或稱(chēng)角蛋白基質(zhì)溶液)；3)將步驟2)得到的羊毛角蛋白溶液用聚乙二醇濃縮，濃縮至羊毛角蛋白溶液的濃度為(100 300)mg/ml，在-20 _80°C的溫度下預(yù)凍，預(yù)凍時(shí)間為3 18h，然后在低溫真空條件下凍干成角蛋白多孔膜，溫度為O _80°C，設(shè)備內(nèi)氣壓為I 5bar，凍干時(shí)間為12 20h。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種冷凍制備角蛋白多孔膜的工藝，其特征在于，步驟I)中所述空化作用為超聲波作用，按小段的羊毛的重量與溶劑的體積比為Ig 50 100ml，將小段的羊毛放入溶劑中超聲波作用5 20min，其中空化作用時(shí)間為Is 9s、間歇時(shí)間為 2s 18s ;超聲波的功率為200 600W ;所用溶劑為濃度80wt% 90wt %的甲酸；使羊毛鱗片與毛干分離，經(jīng)125目篩網(wǎng)保留無(wú)鱗片的羊毛毛干，而去除分離后的鱗片。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種冷凍制備角蛋白多孔膜的工藝，其特征在于，步驟2)中的助劑是由尿素水溶液、十二烷基磺酸鈉、2-巰基乙醇、水混合而成，尿素水溶液、十二烷基磺酸鈉、2-巰基乙醇、水的配比為40g Ig 2.5ml 100ml ;尿素水溶液的濃度為20 40wt % ο
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種冷凍制備角蛋白多孔膜的工藝，其特征在于，步驟3)中所述聚乙二醇的分子量為20000。
5.權(quán)利要求I所得到的角蛋白多孔膜的用途，其特征在于用于抗菌材料、組織工程材料、人工骨材、生物活體載體或微膠囊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種冷凍制備角蛋白多孔膜的工藝，屬于生物材料領(lǐng)域。一種冷凍制備角蛋白多孔膜的工藝，其特征在于它包括如下步驟1)將羊毛人工剪切成0.5～1cm的小段，空化作用后，得到無(wú)鱗片的羊毛毛干；2)按無(wú)鱗片的羊毛毛干的重量與助劑的體積比為5g∶100ml，溶解，過(guò)濾，得到濾液，再用截留分子量為3500Da～14000Da的透析袋透析，透析時(shí)間為3～7天，得到羊毛角蛋白溶液；3)將步驟2)得到的羊毛角蛋白溶液用聚乙二醇濃縮，濃縮至羊毛角蛋白溶液的濃度為(100～300)mg/ml，在-20～-80℃的溫度下預(yù)凍，預(yù)凍時(shí)間為3～18h，然后在低溫真空條件下凍干成角蛋白多孔膜。該工藝簡(jiǎn)單、清潔環(huán)保，制得的角蛋白多孔膜具有厚度均勻、孔洞分散性好的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08J3/05GK102585277SQ20121003491
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月16日
發(fā)明者于偉東, 柯貴珍, 蔡光明, 陳曦 申請(qǐng)人:武漢紡織大學(xué)