丝素蛋白是存在于蚕丝中的天然高分子蛋白，主要含有18种氨基酸，理化性能和生物相容性优异。丝素蛋白在20世纪90年代被用作手术缝合线开启了其进入生物医学领域的大门[1]。近年来丝素蛋白被广泛应用于生物医用材料方面的研究，如用作创面敷料、药物缓释载体等。传统的丝素膜经不溶化处理脆性加大，限制了丝素在生物材料方面的应用[2]。为了使纤维状不溶性丝素蛋白转变为可溶性材料，研究者们对丝素进行再生处理，再使用多种方法制备不同形态的丝素蛋白材料，如丝素纤维、薄膜、凝胶、支架等。

1 再生丝素溶液制备方法

1.1 脱胶

天然蚕丝由丝胶包覆内层的两根丝素组成，脱胶是在真丝织物染色前的必备工序步骤。研究发现，虽然丝素蛋白和丝胶蛋白各自都没有免疫原性，但两者的协同作用会产生一定的免疫反应[3-7]。所以脱胶也是将丝素蛋白用作生物材料时的关键步骤之一。蚕丝脱胶经多年的发展已经很成熟，目前使用最多的是碱性试剂,如碳酸钠、碳酸氢钠、尿素溶液，脱胶效率较高；另外，高温高压法、酸性试剂脱胶和蛋白酶脱胶等也有广泛的应用。碱性试剂和高温高压脱胶虽然脱胶效率高，脱胶也充分，却对丝胶分子破坏较大，影响后续材料的力学性能,其中尿素脱胶对丝素机械性能的损伤最小[8]。酸性试剂对丝素破坏程度低，然而脱胶效率低，对丝胶中其他成分如蜡质的去除率也较差，在脱胶丝素中还会有酸性试剂残留，影响材料的应用性能，其生产工艺还需要进一步探索。酸性、碱性、中性蛋白酶都曾被尝试用于脱胶，可以得到较好的脱胶率，但对丝素蛋白也有明显的腐蚀作用。蛋白酶因其作用的特异性，对蚕丝中其他杂质(蜡质、色素、无机物和碳水化合物等)的去除效率很低。开发既能完全去除丝胶蛋白又能最大限度地保护丝素蛋白的蛋白酶是该领域未来发展的必然趋势。

1.2 溶解

蚕丝经过脱胶后可以进行溶解，制备丝素蛋白溶液。常用的溶解方法有溴化锂溶解、氯化钙溶解、离子液体溶解法等[9]。

Wang[1]用溴化锂溶解法制备了三维丝素再生蛋白支架，这种支架体外降解速度较快，细胞耐受性良好，体内实验显示免疫应答较弱。Meinel[10]用溴化锂水溶液溶解脱胶后的丝素蛋白制备了生长因子表面修饰过的丝素蛋白膜，实验证明改性丝素膜造成的炎症反应比胶原蛋白膜更弱，细胞增殖也略快一些。

氯化钙-有机酸溶解速度快，但溶解过程不易控制，有机酸溶解过程会释放出刺激气味，对身体健康有一定的影响。研究表明，丝素蛋白在氯化钙水溶液中溶解性优异，溶解速率也较大，氯化钙乙醇溶液中溶解度和溶解速度相对于水溶液中都有提高[11-13]。

上述方法会破坏丝素纤维的结构，导致丝素的结构和一些特有性能无法被利用，而离子液体溶解丝素时对结构的破坏较小。离子液体虽然是一种环保试剂，但其对生物系统有毒性，故制备生物材料时需要完全去除。Gupta[14]将丝素溶于氯化1-丁基-3-甲基咪唑离子液体，制备丝素蛋白支架。实验表明甲醇溶液中浸泡可以有效浸出支架中的离子液体，细胞可以正常生长分化。

再生丝素蛋白溶液制备方法一般是先脱胶再溶解、透析。最好的再生丝素溶液制备方法是既拆开了分子间的连接，又未破坏多肽链[9]。医用丝素材料直接接触人体，不仅要具有相当的机械性能，使用过程中的浸出物、分解产物不能具有细胞毒性。制备方法的不同不仅影响丝素溶液丝胶的产量和分子量，而且对丝素蛋白的理化特性和生物活性会有不同程度的影响，有的方法甚至会引入有毒有害的化学成分。因此，寻找温和适宜的制备方法是该领域技术发展的趋势。

2 医疗用蚕丝蛋白材料的制备方法

丝素蛋白具有优良的生物相容性，纯丝素蛋白制备的丝素膜、支架材料等在试验中都表现出良好的应用性能[15]。但是，纯丝素作为生物材料时往往不能完全满足应用的所有要求，所以人们采用各种方法对丝素蛋白进行修饰，使其能适于不同场合的应用；或把丝素与天然大分子、合成高分子(如壳聚糖、明胶、海藻酸钠、聚乙烯醇等)进行共混，以期得到符合组织工程多方面要求的性能优异的生物材料。

使用不同的加工工艺可将再生丝素蛋白溶液制备成各种形式的蛋白材料，如水凝胶、丝素蛋白膜、多孔海绵支架、微球等，并将之应用于组织工程材料、药物缓释材料等生物医用材料领域。

文章来源：《生物数学学报》 网址: http://www.swsxxb.cn/qikandaodu/2021/0331/442.html

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