酸-醇体系丝素蛋白水凝胶制备与性能表征

刘 浩， 路明磊， 黄晓卫,2， 王 娜,2， 王雪芳,2， 宁 新， 明津法,

(1. 青岛大学 纺织服装学院， 山东 青岛 266071； 2. 青岛大学 非织造材料与产业用纺织品创新研究院，山东 青岛 266071； 3. 山东省特型非织造材料工程研究中心， 山东 青岛 266071)

水凝胶是一种集吸水、保水、缓释为一体的功能高分子材料，本质上类似于细胞外基质[1]，信号可以在其中传递、响应。目前，天然聚合物以其独特的生物特性已广泛应用于水凝胶的制备，其中丝素蛋白(SF)作为一种典型材料活跃于组织工程[2]、生物矿化[3-4]、智能[5-6]等领域。

SF是一种天然高分子材料，具有良好的生物相容性和可降解性[7-8]，在一定程度上表现为动力学稳定性和热力学不稳定性[9]。在水溶液中，SF分子在亲疏水作用下往往自组装成纳米微球，从动力学角度来看，纳米微球在无时无刻做着剧烈的布朗运动，由于中性条件下带有负电的SF分子微球间存在着静电斥力，阻碍了微球的进一步凝聚，在一定时间内溶液处于稳定状态[10]；但长时间的静置或在温度、pH值、极性溶液等外界因素的干扰下[11]，这种热力学稳定状态最终会因疏水、氢键、静电等非共价键作用而被破坏，实现物理交联，导致微球的凝聚和析出，最终形成一种相对稳定的凝胶网络结构[12-13]，这种凝胶过程往往伴随着SF分子由无规卷曲向β-折叠构象的转变[14]。在酸性条件下，SF分子间的静电斥力减弱，无电荷羧基的疏水性增强，引发了较强的链间集聚[12,15]。针对SF的这一特点，逐渐延伸出了多种凝胶工艺，如常规酸滴定法[16]、挥发性电解质诱导法(如高压二氧化碳诱导[17])、电场诱导法[18]等。……