專利名稱：一種人血清白蛋白納米生物材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)用生物材料領(lǐng)域，具體的說，涉及一種對人體不會引起免疫反應(yīng)的人血清白蛋白納米生物材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
醫(yī)用可吸收材料領(lǐng)域是世界醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的熱點(diǎn)，市場巨大，目前僅歐美國家在該領(lǐng)域年產(chǎn)值已突破伍佰億美元，且增長迅速。醫(yī)用材料不僅需要有醫(yī)效，而且還要具備良好的生物相容性和相當(dāng)?shù)奈锢頇C(jī)械性能，降解產(chǎn)物或能被機(jī)體吸收利用，或可通過正常的新陳代謝排出體外，具有實(shí)際應(yīng)用所需的降解速率。生物可降解材料已被廣泛應(yīng)用于手術(shù)縫合線、人造皮膚、矯形外科、體內(nèi)藥物緩釋劑和吸收性縫合線，接骨板，醫(yī)用粘接劑，植入性矯形器械等領(lǐng)域。目前臨床上應(yīng)用的產(chǎn)品其技術(shù)原理主要采用天然可吸收和人工合成可吸收材料二類，前者主要用膠原纖維、甲殼素(殼聚糖)、羊腸等制備，后者主要用聚乙交脂類、聚乳酸類、聚對二氧雜環(huán)己酮、羧甲基纖維等組成。膠原纖維是一種天然蛋白材料(MiyagiY,Chiu LL,Cimini M,Weisel RD,RadisicM, Li RK. 2011. Biodegradable collagen patchwith covalently immobilized VEGF formyocardial repair. Biomaterials. 32 1280-90.),交聯(lián)固化的膠原可制成可吸收的縫合線；作為膠原變性體的明膠，早已用于藥物膠囊、止血等栓塞方面；膠原也可用作人工皮的內(nèi)層，緩慢降解過程中使宿主細(xì)胞、血管組織很快長入真皮層。甲殼素或殼聚糖(JayakumarR, Chennazhi KP, Srinivasan S, Nair SV, Furuike T, Tamura H. 2011. Chitinscaffoldsin tissue engineering. Iht J Mol Sci. 12 :1876-87)的結(jié)構(gòu)與纖維素接近，不同的是在分子中含有氨基取代，是目前已知的唯一具有明顯堿性的天然多糖。堿性使其具有某些獨(dú)特性質(zhì)，如成膜性、鰲合功能、粘度特性以及可降解性，還可利用結(jié)構(gòu)上的氨基和羥基進(jìn)行多種化學(xué)改性。主要用于手術(shù)縫合線、防粘連膜，人工皮膚、傷口愈合劑、解毒和抗菌抗霉齊IJ、接觸眼鏡、藥物釋放系統(tǒng)等。對于這些天然耒源的材料，往往機(jī)械強(qiáng)度不夠，難以滿足臨床上要求。雖然天然的蜘蛛蛋白絲具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能(Holland C,VollrathF,RyanAJ, Mykhaylyk 00. 2012. Silk and synthetic polymers -reconciling 100 degrees ofseparation. Adv Mater. 24 :105-9),但作為外源蛋白，容易引起免疫排斥反應(yīng)。有機(jī)合成醫(yī)用纖維的種類比較多(Chen J, Zhou B, Li Q, OuyangJ, Kong J, Zhongff, Xing MM. 2011.PLLA-PEG-TCH-Iabeledbioact ive molecule nanofibers for tissueengineering. Int JNanomedicine. 6 :2533-42 ；Gentile P, Chiono V, Tonda-Turo C,Ferreira AM, Ciardelli G. 2011. Polymeric membranes for guidedbone regeneration.Biotechnol J. 6 :1187-97 ；Tang BC,Dawson M，線，目前已有的產(chǎn)品在體內(nèi)維持有效強(qiáng)度的時(shí)間都不夠長，不能用于縫合愈合周期較長的部位；降解速度慢的聚合物雖然能維持長時(shí)間強(qiáng)度，但傷口愈合后縫線長時(shí)間不能吸收，容易留下斑痕。若采用非降解性的聚酰胺、聚丙烯縫合線縫合傷口，則傷口痊愈后此類縫合線將永久留在體內(nèi)，而人體內(nèi)部組織會對此縫合線產(chǎn)生排異現(xiàn)象。羊腸線是一種傳統(tǒng)的可被人體降解吸收的體內(nèi)縫合線，它在人體內(nèi)的吸收周期約為15天左右，而人體內(nèi)臟器官的外科手術(shù)刀口往往難以在此期間愈合。因而人體內(nèi)臟器官的外科手術(shù)對分解周期較長的新型可降解醫(yī)用縫合線的需求就十分迫切。其他如骨科材料。如用可降解吸收材料代替醫(yī)用金屬材料制作接骨板，可免去二次手術(shù)取出接骨板，不但提高了療效，而且減小了患者的痛苦。目前，骨修復(fù)材料主要為鈦/鎳合金，該材料不能降解，必須二次取出，由于其對骨骼產(chǎn)生應(yīng)力屏蔽作用，將導(dǎo)致新生長骨骼疏松，強(qiáng)度較差，鈦/鎳合金取出后，易導(dǎo)致再次骨折，加上該材料模量大，應(yīng)變小，尤其不利于正處于發(fā)育階段的兒童的 骨修復(fù)；聚-L-乳酸(PLLA)已經(jīng)用于臨床，但其結(jié)晶度高降解速度慢，不能很好地與骨折愈合過程相吻合.以上所有天然的還是合成的材料存在著生物吸收性和生物排異性的技術(shù)難題。優(yōu)良的低模量、高柔順性、高強(qiáng)度的可降解材料目前基本上仍是空白，尤其是涉及到體內(nèi)關(guān)鍵器官例如心臟、顱腔、關(guān)節(jié)腔手術(shù)中。因此，臨床上亟需具有更優(yōu)良性能的產(chǎn)品替代現(xiàn)有產(chǎn)品。人血清白蛋白(Human Serum Albumin或HSA)是血衆(zhòng)中含量最多的蛋白質(zhì)，占血衆(zhòng)總蛋白的40%-60*%。人白蛋白的分子結(jié)構(gòu)已于1975年闡明[Meloun B, Moravek,L.，Kostka V. 1975. Completeamino acid sequence of human serum albumin. FEBSLetters. 58 :134-137.]，為含585個(gè)氨基酸殘基的單鏈多肽，分子中含17個(gè)二硫鍵。白蛋白在人體內(nèi)它最重要的作用是維持膠體滲透壓。血漿白蛋白還能與體內(nèi)許多難溶性的小分子有機(jī)物和無機(jī)離子可逆地結(jié)合形成易溶性的復(fù)合物，成為這些物質(zhì)在血液循環(huán)中的運(yùn)輸形式。白蛋白還是體內(nèi)一種重要的營養(yǎng)物質(zhì)。白蛋白在血漿中也不斷地進(jìn)行著代謝更新，血漿白蛋白分解產(chǎn)生的氨基酸，可用于合成組織蛋白，氧化分解以供應(yīng)能量或轉(zhuǎn)變成其它含氮物質(zhì)。由于白蛋白的多種獨(dú)特功能，醫(yī)藥界主要精力集中在如何把白蛋白作為藥品使用，其中人血漿耒源的白蛋白已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于臨床，基因重組的人血清白蛋白只有在國外獲得臨床應(yīng)用，而國內(nèi)還沒有任何一家藥企作為藥物獲得國家藥監(jiān)局的批文。雖然新近有不少報(bào)道使用人白蛋白和戊二醛作為交聯(lián)劑生產(chǎn)納米微粒作為藥物緩釋劑(Abbasi S, Paul A, Shao ff, Prakash S. 2012. Cationic albumin nanoparticlesfor enhanced drug delivery totreat breast cancer-preparation and in vitroassessment. JDrug Deliv. 2012 :686108,Epub 2011 Dec 8 ；Sebak S,Mirzaei M,MalhotraM，Kulamarva A，Prakash S. 2010. Human serum albuminnanoparticles as an efficientnoscapine drug delivery systemfor potential use in breast cancer -preparationand in vitroanalysis. Int J Nanomedicine. 5 :525-32. ；Langer K，Balthasar S，VogelV，Dinauer N，von Briesen H，Schubert D. 2003. Optimization of the preparationprocess for human serumalbumin(HSA)nanoparticles. Int J Phar. 257 :169-80),但人白蛋白作為基質(zhì)材料生產(chǎn)可以滿足醫(yī)用機(jī)械和物理強(qiáng)度需求的材料還未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種具有足夠好的機(jī)械性能、良好生物相容性、無排斥反應(yīng)且無毒副作用的人血清白蛋白納米生物材料及其制備方法。本發(fā)明首先提供了一種可用于制備人血清白蛋白納米生物材料的紡絲液，該紡絲液中每體積溶液含有5% -3 0%的人血清白蛋白(w/v)，每體積溶液中含有70% -91 %的三氟乙醇(v/v), 5%-28%的0. 01M-2. OM的無機(jī)堿或無機(jī)酸0/^),0.05 5^-55^^3 P -巰基乙醇(v/v)。上述的紡絲液可通過如下方式配制將三氟乙醇，0. 01M-2. OM的無機(jī)堿或無機(jī)酸，￠-巰基乙醇按體積比混合，最后形成的混合溶液中含有70%-91%的三氟乙醇(v/v)，5% -28%的0. 01M-2. OM的無機(jī)堿或無機(jī)酸(v/v)，0. 05% -5%的P -巰基乙醇(v/v);然后在混合溶液中加入適量的人血清白蛋白溶解得到紡絲液，所述的紡絲液每體積溶液中含有5%-30%的人血清白蛋白(w/v)。上述紡絲液中，所述的無機(jī)堿選自氫氧化銨、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉等或其混合物，優(yōu)選氫氧化銨；無機(jī)酸選自鹽酸、硫酸、醋酸等或其混合物，優(yōu)選鹽酸。優(yōu)選的無機(jī)堿或無機(jī)酸的摩爾濃度為0. 01-1M，更優(yōu)選為0. 1-0. 2M。作為優(yōu)選，本發(fā)明提供的紡絲液中每體積溶液含有8% -15%的人血清白蛋白(w/v)，最優(yōu)選為每體積溶液含有10% -12%的人血清白蛋白(w/v)。作為優(yōu)選，本發(fā)明提供的紡絲液中每體積溶液含有8% -15%的人血清白蛋白(w/v)，每體積溶液中含有74. 5% -90%三氟乙醇(v/v)，9. 5% -25%的0. 01-1. OM的氫氧化銨或者鹽酸(v/v)，0. 1% -1%的￠-巰基乙醇(v/v)；更優(yōu)選的，本發(fā)明提供的紡絲液中每體積溶液含有10% -12%的人血清白蛋白(w/v)，每體積溶液中含有86. 6% -90%的三氟乙醇(v/v), 9. 6% -13%的0. 1-0. 2M的氫氧化銨或者鹽酸(v/v)，0. 25% -0. 45%的P -巰基乙醇(v/v)。本發(fā)明提供的紡絲液中，所述的人血清白蛋白可為基因重組表達(dá)的人血清白蛋白或人血漿來源的白蛋白。為避免任何歧義，對于各種溶液成分使用的術(shù)語w/v意指重量體積比，是指單位體積溶液內(nèi)含有按重量計(jì)的某一百分率組合，例如10%的人血清白蛋白(w/v)是指在IOOml體積溶液中含有IOg的所述組分。而術(shù)語v/v意指體積比,是指單位體積溶液內(nèi)含有按體積計(jì)的某一百分率組合，例如60%的三氟乙醇(v/v)是指在IOOml體積溶Lai SK,WangYY, Suk JS, Yang M，Zeitlin P，Boyle MP, Fu J，HanesJ. 2009. Biodegradable polymernanoparticles that rapidlypenetrate the human mucus barrier. Proc Natl Acad SciU S A. 106 :19268-73)。常用材料例如聚乙交酯-丙交酯(PGLA)，可作為吸收縫合線，在手術(shù)后無須拆線，特別適用于體內(nèi)傷口的縫合。聚乳酸(PLA)是一種完全可生物降解的聚合物主要應(yīng)用在手術(shù)縫合線和骨材料。聚乙烯醇(polyvinyl alcohol, vinyl alcoholpolymer，簡稱PVA)，是由聚醋酸乙烯酯經(jīng)堿催化醇解而得的。聚乙烯醇是一種用途相當(dāng)廣泛的水溶性高分子聚合物，PVA具有獨(dú)特的強(qiáng)力粘接性、皮膜柔韌性、平滑性、耐油性、耐溶劑性、保護(hù)膠體性、氣體阻絕性、耐磨性。聚己內(nèi)酯(PCL)具有優(yōu)良的生物相容性、記憶性、生物可降解性等，其產(chǎn)品多集中在醫(yī)療和日用方面，如矯正器、縫合線、繃帶、降解塑料等。聚羥基烷酸酯類(PHA)具有很好的生物相容性。采用PHA為原料可以彌補(bǔ)以聚乳酸、聚乙交酯為原料的產(chǎn)品降解速率不足的缺陷。聚對二氧環(huán)己酮(ros)材料及纖維具有良好的物理機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性、生物相容性和安全性，易于加工成型等優(yōu)點(diǎn)。這些高強(qiáng)度低模量可吸收纖維整體提升了醫(yī)用材料的性能水平。隨著人體手術(shù)復(fù)雜程度和技術(shù)要求的提高，臨床上對新的醫(yī)療材料提出了更高的要求。除了基本的在體內(nèi)逐步降解吸收外，還必須具備無免疫原性和較高的強(qiáng)度。例如聚乙交酯-丙交酯(PGLA)可吸收醫(yī)用縫合線的強(qiáng)度和手感都要比普通合成纖維優(yōu)異，但它畢竟是外源物質(zhì)，尤其是對于特殊體質(zhì)的病患容易引起免疫反應(yīng)。作為可吸收縫液中含有60ml的所述三氟乙醇。相應(yīng)的數(shù)值范圍以此類推。
0020]本發(fā)明配制的紡絲液可用于制備人血清白蛋白納米纖維，該方法包括如下步驟(I)配制紡絲液將三氟乙醇，0.01M-2. OM的無機(jī)堿或無機(jī)酸，￠-巰基乙醇按體積比混合，最后形成的混合溶液中含有70% -91%的三氟乙醇(v/v)，5% -28%的
0.01M-2. OM的無機(jī)堿或無機(jī)酸(v/v) ,0. 05% -5%的P -巰基乙醇(v/v);然后在混合溶液中加入適量的人血清白蛋白溶解得到紡絲液，所述的紡絲液每體積溶液中含有5% -30%的人血清白蛋白(w/v)。(2)、將紡絲液加入到電紡儀中進(jìn)行拉絲成形，經(jīng)固化和干燥后，成為人血清白蛋白納米纖維。干燥和固化可在干燥皿中進(jìn)行，例如在濕度20-40%的玻璃干燥皿中保存15-30小時(shí)進(jìn)行固化和干燥，優(yōu)選保存20-24小時(shí)。本發(fā)明配制的紡絲液還可用于制備人血清白蛋白薄膜，該方法包括如下步驟(I)配制紡絲液將三氟乙醇，0.01M-2. OM的無機(jī)堿或無機(jī)酸，￠-巰基乙醇按體積比混合，最后形成的混合溶液中含有70% -91%的三氟乙醇(v/v)，5% -28%的
0.01M-2. OM的無機(jī)堿或無機(jī)酸(v/v) ,0. 05% -5%的P -巰基乙醇(v/v);然后在混合溶液中加入適量的人血清白蛋白溶解得到紡絲液，所述的紡絲液每體積溶液中含有5% -30%的人血清白蛋白(w/v)。(2)將步驟(I)中的紡絲液靜置過夜后，去掉上層液體，將下層具有較大粘度的白蛋白凝膠放入成膜機(jī)或者注塑機(jī)中，制成薄膜或其他各種形狀的物件。上述人血清白蛋白納米纖維或薄膜的制備方法中，紡絲液中所述的無機(jī)堿選自氫氧化銨、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉等或其混合物，優(yōu)選氫氧化銨；無機(jī)酸選自鹽酸、硫酸、醋酸等或其混合物，優(yōu)選鹽酸。優(yōu)選的無機(jī)堿或無機(jī)酸的摩爾濃度為0. 01-1M，更優(yōu)選為
0.1-0. 2M。作為優(yōu)選，紡絲液中每體積溶液含有8% -15%的人血清白蛋白(w/v)，最優(yōu)選為每體積溶液含有10% -12%的人血清白蛋白(w/v)。作為優(yōu)選，紡絲液中每體積溶液含有8% -15%的人血清白蛋白(w/v)，每體積溶液中含有74. 5% -90%三氟乙醇(v/v)，9. 5% -25%的0. 01-1. OM的氫氧化銨或者鹽酸(v/v)，0. I % -I % 的 P -巰基乙醇(v/v)；更優(yōu)選的，紡絲液中每體積溶液含有10% -12%的人血清白蛋白(w/v)，每體積溶液中含有86. 6% -90%的三氟乙醇(v/v)，9. 6% -13%的0. 1-0. 2M的氫氧化銨或者鹽酸(v/v), 0. 25 % -0. 45 % StJ P -巰基乙醇(v/v)。在配制紡絲液過程中，優(yōu)選通過攪拌使人血清白蛋白充分溶解，并用真空泵抽氣使氣泡消除，獲得紡絲液。在制備納米纖維時(shí)，其電紡參數(shù)為流速Q(mào)每小時(shí)為0. l-3ml,電場強(qiáng)度E為
0.5-3KV/cm,電極與轉(zhuǎn)盤距離5-20cm，收集器轉(zhuǎn)盤邊緣速度為3_50米/秒；其中更優(yōu)先的參數(shù)為流速Q(mào)每小時(shí)為0. I-Iml，電場強(qiáng)度E為0. 8-2KV/cm,電極與轉(zhuǎn)盤距離8-15cm，收集器轉(zhuǎn)盤邊緣速度為5-20米/秒；其中最優(yōu)先的參數(shù)為流速Q(mào)每小時(shí)為0. 2-0. 5ml，電場強(qiáng)度E為I. 0-1. 2KV/cm,電極與轉(zhuǎn)盤距離ll-13cm，收集器轉(zhuǎn)盤邊緣速度為8. 0-10. 0米/秒。為使制備得到的人血清白蛋白納米纖維具有更好的物理性質(zhì)，上述納米纖維制備方法還可進(jìn)一步包含如下的步驟(3)將納米纖維浸泡在37°C _100°C的去離子水中1_2小時(shí)；(4)然后將納米纖維在由去離子水配制的30-80%乙醇中繼續(xù)浸泡4_12小時(shí)；(5) 200C -40°C干燥后得到人血清白蛋白納米纖維，優(yōu)選可在室溫或者37°C干燥。同理，為使制備得到的人血清白蛋白薄膜具有更好的物理性質(zhì)，上述薄膜制備方法還可進(jìn)一步包含如下的步驟(3)將人血清白蛋白薄膜或其他物件浸泡37°C -100°C的去離子水中2_6小時(shí)；(4)然后將人血清白蛋白薄膜或其他物件在由去離子水配制的30-80%乙醇中繼續(xù)浸泡2-6小時(shí)；(5) 200C -40°C干燥后得到人血清白蛋白薄膜或其他物件，優(yōu)選可在室溫或者37°C干燥。 本發(fā)明制備得到的人血清白蛋白納米生物材料具有很強(qiáng)的物理和機(jī)械性能。例如制備得到的人血清白蛋白納米纖維具有高強(qiáng)度物理性質(zhì)，單絲纖度為0. 3-2um，最大應(yīng)力可達(dá)20-80兆帕斯卡(MPa)，而彈性模量可達(dá)l-3GPa。人血清白蛋白薄膜也具有極強(qiáng)的物理機(jī)械性能，其斷裂強(qiáng)度可達(dá)5. 0-9. 5cN/dtex ;伸長率達(dá)6-12% ;楊氏模量達(dá)3. 0-15. 3Gpa/M_2,適合于骨科各種材料。本發(fā)明制備得到的人血清白蛋白納米纖維或薄膜可以滿足臨床醫(yī)療上的要求，替代現(xiàn)有臨床上使用的產(chǎn)品例如醫(yī)用可降解縫合線，骨科材料，腔內(nèi)和體外止血紗布，防粘連膜和其他醫(yī)用輔料。由于重組人血清白蛋白是來源于人體血液或采用基因工程重組表達(dá)，與人血液中的血清白蛋白一致，不會弓I起免疫反應(yīng)，無毒性。特別是基因重組人血清白蛋白是非動(dòng)物耒源，不含有動(dòng)物病毒的風(fēng)險(xiǎn)。另外，基因重組人血清白蛋白生產(chǎn)簡單，不受人源血液的限制，跟適用于人血清白蛋白納米生物材料的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。


圖I為制備人血清白蛋白納米纖維或薄膜的一種優(yōu)選的工藝流程圖
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I配制溶解白蛋白的溶液體系將0. 27ml 0. IM氫氧化銨加入到I. 74ml三氟乙醇，然后加入50ul巰基乙醇，攪拌使其充分混合。稱取基因重組人血清白蛋白0.3克(10%，w/v)溶解于以上溶液中，輕輕用磁棒攪拌30分鐘，直至白蛋白充分溶解，用真空泵抽氣30分鐘致氣泡消除，獲得紡絲液。
紡絲液經(jīng)過噴絲孔以流速每小時(shí)0. 3ml,電場強(qiáng)度I. OKV/cm,電極與轉(zhuǎn)盤距離14cm，收集器轉(zhuǎn)盤邊緣速度為8米/秒的收集器上，成形。經(jīng)過玻璃干燥皿中(濕度30%)，固化和干燥24小時(shí)，成為人白蛋白納米纖維。該白蛋白纖維再經(jīng)過37°C去離子熱水浸泡I小時(shí)，由去離子水配制的35%乙醇中浸泡4小時(shí)后，37°C干燥，樣品在4°C干燥皿中保存。該納米纖維具有高強(qiáng)度物理性質(zhì)，極佳的柔軟性，單絲纖度為0. 3_2um，最大應(yīng)力可達(dá)80兆帕斯卡(MPa),伸長率10-12%,適合應(yīng)用于手術(shù)縫合線和止血紗布。實(shí)施例2選用人血漿來源(非基因重組)的白蛋白作為基質(zhì)材料。配制溶解白蛋白的溶液體系將0. 27ml 0. IM氫氧化銨加入到I. 74ml三氟乙醇，然后加入50ul巰基乙醇，攪拌使其充分混合。稱取基因重組人血清白蛋白0.3克(10%，w/v)溶解于以上溶液中，輕輕用磁棒攪拌30分鐘，直至白蛋白充分溶解，用真空泵抽氣30分鐘致氣泡消除，獲得紡絲液。紡絲液經(jīng)過噴絲孔以流速每小時(shí)0. 3ml,電場強(qiáng)度I. OKV/cm,電極與轉(zhuǎn)盤距離14cm，收集器轉(zhuǎn)盤邊緣速度為8米/秒的收集器上成形。經(jīng)過玻璃干燥皿中(濕度30%)，固化和干燥24小時(shí)，成為人白蛋白納米纖維。該白蛋白纖維再經(jīng)過37°C去離子熱水浸泡I小時(shí)，由去離子水配制的35%乙醇中浸泡4小時(shí)后，37°C干燥，樣品在4°C干燥皿中保存。該納米纖維具有高強(qiáng)度的物理機(jī)械性質(zhì)，單絲纖度為0. 3-2um,最大應(yīng)力可達(dá)75兆帕斯卡(MPa)，伸長率9-11%，適合應(yīng)用于手術(shù)縫合線和止血紗布。實(shí)施例3配制溶解白蛋白的溶液體系將0. 16ml 0. IM氫氧化銨加入到I. 85ml三氟乙醇，然后加入50ul巰基乙醇，攪拌使其充分混合。稱取基因重組人血清白蛋白0. 37克(12%，w/v)溶解于以上溶液中，輕輕用磁棒攪拌30分鐘，直至白蛋白充分溶解，用真空泵抽氣30分鐘致氣泡消除，獲得紡絲液。紡絲液經(jīng)過噴絲孔以流速每小時(shí)0. 3ml,電場強(qiáng)度I. OKV/cm,電極與轉(zhuǎn)盤距離14cm，收集器轉(zhuǎn)盤邊緣速度為8米/秒的收集器上成形。經(jīng)過玻璃干燥皿中(濕度30%)，固化和干燥24小時(shí)，成為人白蛋白納米纖維。該白蛋白纖維再經(jīng)過37°C去離子熱水浸泡I小時(shí)，由去離子水配制的35%乙醇中浸泡4小時(shí)后，37°C干燥，樣品在4°C干燥皿中保存。該實(shí)施例與實(shí)施例I和2相比，雖然增高了三氟乙醇的比例(三氟乙醇從84. 5%增加到89. 8% ;氫氧化銨相應(yīng)從13. I %降低到7.8% )和白蛋白濃度(從10%增加到12% )，該納米纖維仍具有高強(qiáng)度物理性能，單絲纖度為0. 3-3. 5um，最大應(yīng)力可達(dá)70兆帕斯卡(MPa)，伸長率10-11%,適合應(yīng)用于手術(shù)縫合線和止血紗布。實(shí)施例4配制溶解白蛋白的溶液體系將0. 46ml 0. IM鹽酸加入到I. 55ml三氟乙醇，然后加入50ul巰基乙醇，攪拌使其充分混合。稱取基因重組人血清白蛋白0. 3克(10%，w/v)溶解于以上溶液中，輕輕用磁棒攪拌30分鐘，直至白蛋白充分溶解，用真空泵抽氣30分鐘致氣泡消除，獲得紡絲液。紡絲液經(jīng)過噴絲孔以流速每小時(shí)0. 3ml,電場強(qiáng)度I. OKV/cm,電極與轉(zhuǎn)盤距離14cm，收集器轉(zhuǎn)盤邊緣速度為8米/秒的收集器上，成形。經(jīng)過玻璃干燥皿中(濕度30%)，固化和干燥24小時(shí)，成為人白蛋白納米纖維。該白蛋白纖維再經(jīng)過37°C去離子熱水浸泡I小時(shí)，由去離子水配制的35%乙醇中浸泡4小時(shí)后，37°C干燥，樣品在4°C干燥皿中保存。
該實(shí)施例與實(shí)施例I和2相比，降低了三氟乙醇的比例(三氟乙醇從89. 8%降低到75. 2%;相應(yīng)氫氧化銨從13. 1%增加到22. 3% )，同時(shí)，溶劑由強(qiáng)酸鹽酸取代弱堿性的氫氧化銨，所產(chǎn)生的納米纖維仍具有較佳物理性能，單絲纖度為0. 5-5um，最大應(yīng)力可達(dá)60兆帕斯卡(MPa)，伸長率6-8%，適合應(yīng)用于手術(shù)縫合線和止血紗布。
實(shí)施例5配制溶解白蛋白的溶液體系將0. 27ml 0. IM氫氧化銨加入到I. 74ml三氟乙醇，然后加入50ul巰基乙醇，攪拌使其充分混合。稱取通過基因工程菌酵母發(fā)酵生產(chǎn)的人血清白蛋白0.3克(10%，w/v)溶解于以上溶液中，輕輕用磁棒攪拌30分鐘，用真空泵抽氣30分鐘致氣泡消除。將此白蛋白溶液放置室溫過夜。第二天，去掉上層液體，將下層具有較大粘度的白蛋白凝膠放入注塑機(jī)，制成骨科中常用的接骨板，關(guān)節(jié)繃帶，室溫空氣中干燥過夜固化。將白蛋白接骨板和關(guān)節(jié)繃帶等浸泡37°C去離子熱水浸泡2小時(shí)，由去離子水配制的35%乙醇中浸泡4小時(shí)后，37°C干燥，樣品在4°C干燥皿中保存。該白蛋白接骨板和關(guān)節(jié)繃帶等具有極強(qiáng)的物理機(jī)械性能，其斷裂強(qiáng)度可達(dá)
8.0-9. 5cN/dtex，伸長率達(dá)6_8%，楊氏模量達(dá)12. 0-15. 3Gpa/M_2。楊氏模量是指材料在外力作用下產(chǎn)生單位彈性變形所需要的應(yīng)力，它是反映材料抵抗彈性變形能力的指標(biāo)，由此該纖維顯示具有很大的剛性，在一定外力應(yīng)力作用下，發(fā)生彈性變形的可能性很小。該白蛋白接骨板和關(guān)節(jié)繃帶等可以取代由鈦/鎳合金制作的骨修復(fù)材料和其他任何需要高強(qiáng)度的醫(yī)用產(chǎn)品。因?yàn)榘椎鞍捉庸前寰哂懈邚?qiáng)度，可降解性和無免疫反應(yīng)，可免去由于鈦/鎳合金材料需要二次手術(shù)取出接骨板，不但提高了療效，而且減小了患者的痛苦。實(shí)施例6配制溶解白蛋白的溶液體系將0. 27ml 0. IM氫氧化銨加入到I. 74ml三氟乙醇，然后加入50ul巰基乙醇，攪拌使其充分混合。稱取通過基因工程菌酵母發(fā)酵生產(chǎn)的人血清白蛋白0.3克(10%，w/v)溶解于以上溶液中，輕輕用磁棒攪拌30分鐘，用真空泵抽氣30分鐘致氣泡消除。將此白蛋白溶液放置室溫過夜。第二天，去掉上層液體，將下層具有較大粘度的白蛋白凝膠放入成膜機(jī)，制成薄膜，室溫空氣中干燥過夜固化，將白蛋白薄膜或其他物件浸泡37°C去離子熱水浸泡2小時(shí)，由去離子水配制的35%乙醇中浸泡4小時(shí)后，37°C干燥，樣品在4 °C干燥皿中保存。該白蛋白薄膜具有較佳的柔軟性和吸水性，其斷裂強(qiáng)度達(dá)5-ScN/dtex，伸長率達(dá)10-12%，可作為防粘連膜和其他醫(yī)用產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種紡絲液，該紡絲液中每體積溶液含有5%-30%的人血清白蛋白(w/v)，每體積溶液中含有70% -91%的三氟乙醇(v/v)，5% -28%的0. 01M-2. OM的無機(jī)堿或無機(jī)酸(v/v), 0. 05% -5% StJ 運(yùn)-巰基乙醇(^八)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的紡絲液，其特征在于所述的紡絲液中每體積溶液含有8%-15%的人血清白蛋白(w/v)，每體積溶液中含有74. 5%-90%三氟乙醇(v/v)，9. 5%-25%的0.01-1. OM的氫氧化銨或者鹽酸(v/v),0. 1% -1% 3 -巰基乙醇(v/v)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紡絲液，其特征在于所述的紡絲液中每體積溶液含有10%-12%的人血清白蛋白(w/v)，每體積溶液中含有86. 6%-90%的三氟乙醇(v/v)，9. 6%-13%的0. 1-0. 2M的氫氧化銨或者鹽酸(v/v)，0. 25%-0.45%的P -巰基乙醇(v/v)。
4.一種制備人血清白蛋白納米纖維的方法，該方法包括如下步驟 (1)配制紡絲液將三氟乙醇，0.01M-2.OM的無機(jī)堿或無機(jī)酸，￠-巰基乙醇按體積比混合，最后形成的混合溶液中含有70% -91%的三氟乙醇(v/v)，5% -28%的0.0謹(jǐn)-2.0皿的無機(jī)堿或無機(jī)酸(V/V)，0.05% -5%的￠-巰基乙醇(v/v);然后在混合溶液中加入適量的人血清白蛋白溶解得到紡絲液，所述的紡絲液每體積溶液中含有5% -30%的人血清白蛋白(w/v)； (2)、將紡絲液加入到電紡儀中進(jìn)行拉絲成形，經(jīng)固化和干燥后，成為人血清白蛋白納米纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述方法進(jìn)一步包含如下的步驟 (3)將納米纖維浸泡在37°C-100°C的去離子水中1-2小時(shí)； (4)然后將納米纖維在由去離子水配制的30-80%乙醇中繼續(xù)浸泡4-12小時(shí)； (5)200C _40°C干燥后得到人血清白蛋白納米纖維，優(yōu)選可在室溫或者37°C干燥。
6.一種制備人血清白蛋白薄膜的方法，該方法包括如下步驟 (1)配制紡絲液將三氟乙醇，0.01M-2.OM的無機(jī)堿或無機(jī)酸，￠-巰基乙醇按體積比混合，最后形成的混合溶液中含有70% -91%的三氟乙醇(v/v)，5% -28%的0.0謹(jǐn)-2.0皿的無機(jī)堿或無機(jī)酸(V/V)，0.05% -5%的￠-巰基乙醇(v/v);然后在混合溶液中加入適量的人血清白蛋白溶解得到紡絲液，所述的紡絲液每體積溶液中含有5% -30%的人血清白蛋白(w/v)； (2)將步驟(I)中的紡絲液靜置過夜后，去掉上層液體，將下層具有較大粘度的白蛋白凝膠放入成膜機(jī)或者注塑機(jī)中，制成薄膜或其他各種形狀的物件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述方法進(jìn)一步包含如下的步驟 (3)將人血清白蛋白薄膜或其他物件浸泡37°C-100°C的去離子水中2-6小時(shí)； (4)然后將人血清白蛋白薄膜或其他物件在由去離子水配制的30-80%乙醇中繼續(xù)浸泡2-6小時(shí)； (5)20 0C -40°C干燥后得到人血清白蛋白薄膜或其他物件，優(yōu)選可在室溫或者37°C干燥。
8.根據(jù)權(quán)利要求4-7任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述方法紡絲液中每體積溶液含有8%-15%的人血清白蛋白(w/v)，每體積溶液中含有74. 5%-90%三氟乙醇(v/v)，9.5%-25%的0.01-1. OM的氫氧化銨或者鹽酸(v/v),0. 1% -1% 3 -巰基乙醇(v/v)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述方法紡絲液中每體積溶液含有10%-12%的人血清白蛋白(w/v)，每體積溶液中含有86. 6%-90%的三氟乙醇(v/v)，9.6%-13%的0. 1-0. 2M的氫氧化銨或者鹽酸(v/v)，0.25%-0.45%的P -巰基乙醇(v/v)。
10.根據(jù)權(quán)利要求4-5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述方法在制備納米纖維時(shí)，其電紡參數(shù)為流速Q(mào)每小時(shí)為0. l-3ml,電場強(qiáng)度ESO. 5-3KV/cm,電極與轉(zhuǎn)盤距離5-20cm,收集器轉(zhuǎn)盤邊緣速度為3-50米/秒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種紡絲液以及利用該紡絲液制備人血清白蛋白納米纖維或薄膜的制備方法。將人血清白蛋白、三氟乙醇、氫氧化銨或者鹽酸、β-巰基乙醇按比例混合后得到紡絲液，通過電紡機(jī)或壓膜機(jī)成形，然后經(jīng)固化干燥后可以分別得到納米纖維，薄膜和其他固體物件。這些人血清白蛋白材料經(jīng)過進(jìn)一步的熱水浸泡和乙醇浸泡，干燥后，具備高強(qiáng)度物理和機(jī)械性能，適合應(yīng)用于替代現(xiàn)有臨床上使用的產(chǎn)品例如醫(yī)用可降解縫合線，骨科材料，腔內(nèi)和體外止血紗布，防粘連膜和其他醫(yī)用輔料等。
文檔編號D01D1/02GK102618954SQ20121007323
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月19日
發(fā)明者徐建華 申請人:徐建華