一种氧化纳米纤维素/胶原蛋白复合海绵的制备方法

摘要

一种氧化纳米纤维素/胶原蛋白复合海绵的制备方法，属于生物医用复合材料技术领域。所述方法步骤如下：一、胶原蛋白海绵的制备；二、纳米纤维素的制备；三、氧化纳米纤维素的制备；四、氧化纳米纤维素/胶原蛋白复合海绵的制备。本发明利用纤维素与胶原蛋白之间的氢键作用使纤维素在胶原溶液中较好的相容，最终使得胶原蛋白的物理机械性能提高，解决了胶原蛋白在单独使用过程中力学性能差、降解速度过快的问题。本发明制备的氧化纳米纤维素/胶原蛋白复合海绵吸水率下降50~60%，溶失率下降了30~40%，最大承受力增加了2~3倍。

主权项

一种氧化纳米纤维素/胶原蛋白复合海绵的制备方法，其特征在于所述方法按照以下步骤进行：一、胶原蛋白海绵的制备：取低温冷冻纯净的牛跟腱，剪碎，放入Na₂CO₃溶液中浸泡6~24h，取出晾干后低温冷冻保存；将5~15g牛跟腱碎末放入含3~5g胃蛋白酶的醋酸溶液中，置于0~5℃恒温水浴池中缓慢搅拌48~72h，至反应液粘度不再变化，高速冷冻离心机离心15~45min，取上层透明粘性清液，即得到粗提取的胶原蛋白原液；在胶原蛋白液中快速加入1~5g氯化钠粉末且不断用玻璃棒搅拌，在3~5℃条件下盐析，有白色块状沉淀析出，持续搅拌至析出完全，低温静置6~24h，滤出白色沉淀，放入Tris‑HCl缓冲液中溶胀6~24h；将溶胀后的胶原溶液放入透析袋中，在0.1~0.5mol/L的乙酸溶液中分别透析12~48h，再用蒸馏水透析至透析袋中胶原溶液透明，得到纯净的胶原溶液；取胶原溶液置于模具中，在‑10~‑20℃预冻20~40h，预冻后放入冷冻干燥机中，在温度‑56~‑20℃、真空度10~40Pa的条件下处理20~40h，得到胶原蛋白海绵；二、纳米纤维素的制备：将1.0~5.0g微晶纤维素放于硫酸溶液中磁力搅拌，在30~50℃温度的水浴条件下反应1~3h；将反应液倾入400~500ml的去离子水中结束反应，静置，去除上清液；对悬浮液去离子水离心洗涤4~6次，测得pH值5~7；超声处理15~30min后将溶胶放入透析袋中进行纯化处理4~6天，去除剩余的SO₄^2‑；将纯化后的纳米晶纤维素在‑10~‑20℃预冻20~40h，预冻后放入冷冻干燥机中，在温度‑56~‑20℃、真空度10~40Pa的条件下处理20~40h，得到白色的纳米纤维素粉末；三、氧化纳米纤维素的制备：①将0.1~1.0g步骤二中制备的纳米纤维素溶于装有50~200mL去离子水，超声处理30~45min；②用NaOH标准液调节pH至10~11，加入一定量TEMPO和NaBr混合均匀，控制纳米纤维素、TEMPO和NaBr质量比为5~15:1:10，取NaClO调节pH在10~11.8；③反应结束倒入过量的乙醇终止反应，离心处理，去除上层液体，使用无水乙醇离心洗涤4~6次；④用HCl溶液进行酸化处理 3~4h，用乙醇进行离心洗涤4~6次，溶于去离子水中，在‑10~‑20℃预冻20~40h，预冻后放入冷冻干燥机中，在温度‑56~‑20℃、真空度10~40Pa的条件下处理20~40h，得到白色带有羧基基团的氧化纳米纤维素；四、氧化纳米纤维素/胶原蛋白复合海绵的制备：取纯胶原0.1~0.5g，剪碎后放入培养皿中，加入10~50ml醋酸溶液，且磁力搅拌至胶原完全溶解得到较为粘稠的胶原溶液，将氧化纳米纤维素加入胶原溶液中，搅拌均匀，得到氧化纳米纤维素/胶原蛋白复合溶液，控制氧化纳米纤维素与纯胶原的质量比为1~10：100；将氧化纳米纤维素/胶原蛋白复合溶液在‑10~‑20℃预冻20~40h，预冻后放入冷冻干燥机中，在温度‑56~‑20℃、真空度10~40Pa的条件下处理20~40h，得到氧化纳米纤维素/胶原蛋白复合海绵。