多孔蜂窝结构聚丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丝素蛋白复合材料的制备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有多孔蜂窝结构的复合材料制备方法，具体涉及一种多孔蜂窝结构的聚丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丝素蛋白复合材料的制备方法。本方法属于生物材料领域，所制备的材料可广泛用于组织修复、药物载体。
【背景技术】
[0002]多孔结构材料在生物材料领域中应用非常广泛，由于其具有多孔结构能模拟细胞外基质围观结构，利于细胞生长，因此得到广泛关注。现有的多孔材料的制备方法有很多种，如冷冻干燥法、盐析法、热致相分离法、三维打印、静电纺丝等，这些方法各有其优缺点。如冷冻干燥法盐析法所得的材料大多为孔壁较薄的片层多孔结构或类似海绵结构，导致强度较低。而静电纺丝技术所得到的纤维厚度较薄，难以用于需要一定厚度的支架中，如骨修复支架材料。三维打印技术的精度还存在一定的局限性，技术难度较大。丙烯酸具有很强的亲水特性，其聚合物也具有超高的吸水性，甲基丙烯酸羟乙酯也具有较好的亲水性，但相比丙烯酸具有更好的力学性能，而丝素蛋白具有非常好的生物相容性，广泛用于各种组织修复材料、药物载体领域。凝胶材料具有三维网络结构，因其良好的吸水性，具有很好的生物相容性，非常利于细胞生长，在组织工程材料中应用较广泛。本发明采用以上所述三种材料构建复合材料将综合三种材料各自的优点，且通过关键复合技术的解决，使复合材料具有多孔蜂窝状结构，而且具有更优异的性能，在组织修复及药物载体领域具有广阔的应用前景。
【发明内容】
[0003]为克服现有技术的不足，本发明提供一种具有多孔蜂窝结构的复合材料制备方法，材料含有聚丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丝素蛋白等组份，所得的材料可用于人工辅料、组织工程支架、药物载体等。
[0004]一种多孔蜂窝结构聚丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丝素蛋白复合材料的制备，其特征在于，包括如下步骤:
(1)反应材料准备:丙烯酸及甲基丙烯酸羟乙酯减压蒸馏后避光并于4°c下保存备用，丝素蛋白由蚕茧中提取，具体方法为:将蚕茧放入到质量百分比浓度为0.5%的碳酸钠溶液中搅拌，煮沸60分钟除去蚕茧表面的丝胶，用水洗涤后在60°C下干燥制备得到丝素纤维，将干燥的丝素纤维溶解在溶剂中，得到丝素蛋白溶液，经透析、过滤制得丝素蛋白水溶液，最后冷冻干燥得到丝素蛋白多孔海绵；
(2)反应溶液配制:常温下，将丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、丝素蛋白多孔海绵、水、氢氧化钠、N，N’-亚甲基双丙烯酰、过硫酸钾按照一定比例加入到三颈烧瓶中，并持续通入氮气，将所有材料搅拌均匀直至溶液澄清无任何可见固体物质，得到反应溶液；
(3)复合凝胶材料制备:将反应溶液注入到模具中，静置脱泡，然后置于60°C下1-12小时，得到固体凝胶状物质，然后将其浸泡于水中使其溶胀，并反复换水，以尽可能除去未反应的单体及引发剂等可溶性物质，将溶胀后的凝胶再次进行干燥，得到复合凝胶材料；
(4)多孔蜂窝结构材料制备:将复合凝胶材料置于一定浓度的亚硫酸氢钠或其复合盐溶液中24小时，然后冷冻干燥得到多孔蜂窝结构复合材料，孔径为5-10 μπι。
[0005]步骤(I)中所述的的溶剂为氯化钙/水/乙醇的三元溶液、溴化锂水溶液、硝酸钙/乙醇/水三元溶液。
[0006]步骤(2)中所述的各组分含量为:丙烯酸20 - 40份、甲基丙烯酸羟乙酯10-30份、丝素蛋白多孔海绵5-20份、水20-50份、氢氧化钠0.5-5份、N, N’ -亚甲基双丙烯酰胺
0.1-2份、过硫酸钾0.1-2份。
[0007]步骤(3 )中所述的模具为硅胶、金属、树脂的圆柱形、正方体形、长方体形、球形、圆锥形模具。
[0008]步骤(4)所述的亚硫酸氢钠溶液浓度为0.1-5%，复合盐溶液为亚硫酸氢钠与氯化钠、磷酸钠、磷酸氢钠等的复合溶液，盐浓度为0.1-5%，pH值为3-5。
[0009]本发明具有如下优点:(I)具有较好的力学强度，抗压缩强度可达0.5_5MPa ;(2)具有多孔蜂窝结构，孔径达5-10 ym ; (3)可负载药物，药物负载量可达70%_96%。
【附图说明】
[0010]附图1为实施例1所得到的复合材料的扫描电镜照片。
【具体实施方式】
[0011]以下通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述。以下的实施例是对本发明的进一步说明，而不限制本发明的范围。
[0012]实施例1:
(1)反应材料准备:丙烯酸及甲基丙烯酸羟乙酯减压蒸馏后避光并于4°c下保存备用，丝素蛋白由蚕茧中提取，具体方法为:将蚕茧放入到质量百分比浓度为0.5%的碳酸钠溶液中搅拌，煮沸60分钟除去蚕茧表面的丝胶，用水洗涤后在60°C下干燥制备得到丝素纤维，将干燥的丝素纤维溶解在氯化钙/水/乙醇的三元溶液中，得到丝素蛋白溶液，经透析、过滤制得丝素蛋白水溶液，最后冷冻干燥得到丝素蛋白多孔海绵；
(2)反应溶液配制:常温下，将30份丙烯酸、15份甲基丙烯酸羟乙酯、10份丝素蛋白多孔海绵、40份水、2份氢氧化钠、I份N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺、I份过硫酸钾按照一定比例加入到三颈烧瓶中，并持续通入氮气，将所有材料搅拌均匀直至溶液澄清无任何可见固体物质，得到反应溶液；
(3)复合凝胶材料制备:将反应溶液注入到模具中，静置脱泡，然后置于60°C下8小时，得到固体凝胶状物质，然后将其浸泡于水中使其溶胀，并反复换水，以尽可能除去未反应的单体及引发剂等可溶性物质，将溶胀后的凝胶再次进行干燥，得到复合凝胶材料；
(4)多孔蜂窝结构材料制备:将复合凝胶材料置于浓度为2%的亚硫酸氢钠溶液中24小时，然后冷冻干燥得到多孔蜂窝结构复合材料。
[0013]实施例2:
(I)反应材料准备:丙烯酸及甲基丙烯酸羟乙酯减压蒸馏后避光并于4°C下保存备用，丝素蛋白由蚕茧中提取，具体方法为:将蚕茧放入到质量百分比浓度为0.5%的碳酸钠溶液中搅拌，煮沸60分钟除去蚕茧表面的丝胶，用水洗涤后在60°C下干燥制备得到丝素纤维，将干燥的丝素纤维溶解在溴化锂溶液中，得到丝素蛋白溶液，经透析、过滤制得丝素蛋白水溶液，最后冷冻干燥得到丝素蛋白多孔海绵；
(2)反应溶液配制:常温下，将40份丙烯酸、10份甲基丙烯酸羟乙酯、15份丝素蛋白多孔海绵、30份水、2份氢氧化钠、I份N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺、I份过硫酸钾按照一定比例加入到三颈烧瓶中，并持续通入氮气，将所有材料搅拌均匀直至溶液澄清无任何可见固体物质，得到反应溶液；
(3)复合凝胶材料制备:将反应溶液注入到模具中，静置脱泡，然后置于60°C下8小时，得到固体凝胶状物质，然后将其浸泡于水中使其溶胀，并反复换水，以尽可能除去未反应的单体及引发剂等可溶性物质，将溶胀后的凝胶再次进行干燥，得到复合凝胶材料；
(4)多孔蜂窝结构材料制备:将复合凝胶材料置于浓度为2%的亚硫酸氢钠以及氯化钠复合盐溶液中24小时，然后冷冻干燥得到多孔蜂窝结构复合材料。
[0014]实施例3:
(1)反应材料准备:丙烯酸及甲基丙烯酸羟乙酯减压蒸馏后