羊毛角蛋白羧甲基壳聚糖复合膜的制备及性能研究

【摘要】： 从20世纪90年代初以来，随着骨组织工程突飞猛进的发展，骨组织工程支架材料的开发与研究也日益深入，尤其是通过合适的方法将几种单一材料复合，形成复合型材料，取长补短，以解决理想骨支架的问题，是近年来骨组织工程支架材料研究的热点之一。在本课题中，首先从羊毛中提取羊毛角蛋白(wool keratin WK)，制备羊毛角蛋白溶液，再与羧甲基壳聚糖(N，O-carboxymethyl NOCC)复合，制成羊毛角蛋白羧甲基壳聚糖复合膜，最后，对复合膜的结构进行表征，并对复合膜进行力学性能等性能评价。 本课题分为2个部分： 1、羊毛角蛋白溶液的制备 本实验采用还原C法制备羊毛角蛋白溶液，采用2-巯基乙醇(2-hydroxy-1-ethanethiol C_2H_6OS)作为还原剂。将羊毛与C_2H_6OS、十二烷基硫酸钠(Soduim dodecyl sulfate SDS)、尿素及蒸馏水混合，加热，过滤，烘干，称重。比较不同的加热时间和加热温度对羊毛溶解率的影响，将所得滤液透析后，即得羊毛角蛋白溶液。用考马斯亮蓝(coomassie blue dye-binding CBB)法测定角蛋白溶液中的角蛋白含量。结果表明，随着加热时间和温度的增加，羊毛的溶解率也随之增加，但角蛋白含量则在加热温度为50℃，加热时间为16h时最高。所以，在以后的角蛋白溶液制备中，将采用50℃加热16h。提示还原C法制备羊毛角蛋白溶液具有可行性，为下一步复合膜的制备奠定了实验基础。 2、羊毛角蛋白羧甲基壳聚糖复合膜的制备及性能表征 将制得的角蛋白溶液与羧甲基壳聚糖及交联剂按比例混合，抽真空以后，经溶液共混浇铸制得WK／NOCC复合膜。浇铸温度分别为室温、37℃、50℃、70℃，时间分别为大于48h、20h、15h、8h。结果表明：浇铸温度为50℃，时间为15h时制得的WK／NOCC复合膜柔韧性最好，最易从成膜材料上剥脱，气孔最少。但力学性能的测试有待证实。 将制得的特定比例的WK／NOCC复合膜，通过扫描电子显微镜(scanning electronic microscope SEM)观察材料的微观形貌，X线衍射(x-ray diffraction XRD)、傅立叶红外光谱仪(Fourier transform infrared spectrometry FTIR)表征其化学成份及物相组成，力学实验测定膜材料的力学性能。结果表明，NOCC的加入明显改善了膜的机械性能，复合膜截面较光滑，无明显相分离现象，说明二者共混时分散比较均匀，二者具有良好的相容性。衍射分析和红外光谱分析也表明WK与NOCC共混时分散均匀，且二者之间既有化学键合，又有分子间的相互作用，二者之间可形成良好的界面结合。 综上所述，WK与NOCC复合制成复合生物材料具有可行性，后续研究可以引入复合膜的生物相容性评价，为骨组织工程支架材料的研究提供必要的实验依据。