CN115128839B - 一种基于天然蚕丝制备丝素蛋白隐形眼镜的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于天然蚕丝制备丝素蛋白隐形眼镜的方法，所述方法为：将天然蚕丝由氢氧化钾溶液去胶后由溴化锂溶解得到丝蛋白溶液；将丝蛋白溶液透析后与丙烯酰胺混匀后滴入隐形眼镜模具中，风干得到镜片；解决了现有技术隐形眼镜的透气性差，长期佩戴会导致眼角膜缺氧，使眼睛出现红肿、疼痛、干涩甚至视力下降的情况等技术问题。
Description
技术领域
本发明属于隐形眼镜技术领域，尤其涉及一种基于天然蚕丝制备丝素蛋白隐形眼镜的方法。
背景技术
隐形眼镜，也叫角膜接触镜，是一种戴在眼球角膜上，用于矫正和保护视力的工具。隐形眼镜提供的视野宽阔、视物逼真，可辅助控制青少年近视、散光发展，部分也有着治疗、预防眼部疾病等作用。隐形眼镜可以帮助近视患者摆脱框架眼镜的束缚，有着美容装饰的作用，因此受到很多年轻人的追捧。但目前的隐形眼镜基础材质仍然以聚合物水凝胶，硅水凝胶为主。这就导致隐形眼镜的材质对于环境产生威胁风险。此外，许多隐形眼镜的透气性差，长期佩戴会导致眼角膜缺氧，使眼睛出现红肿、疼痛、干涩甚至视力下降的情况。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种基于天然蚕丝制备丝素蛋白隐形眼镜的方法，以解决现有技术隐形眼镜的透气性差，长期佩戴会导致眼角膜缺氧，使眼睛出现红肿、疼痛、干涩甚至视力下降的情况等技术问题。
本发明技术方案是：
一种基于天然蚕丝制备丝素蛋白隐形眼镜的方法，所述方法为：将天然蚕丝由氢氧化钾溶液去胶后由溴化锂溶解得到丝蛋白溶液；将丝蛋白溶液透析后与丙烯酰胺混匀后滴入隐形眼镜模具中，风干得到镜片。
镜片为溴化锂、丙烯酰胺、丝素蛋白的反应产物。
丝蛋白溶液在无菌超纯水透析4~6天，每隔6~24小时更换无菌超纯水。
隐形眼镜模具由无菌水清洗烘干后加入丙烯酰胺和丝素蛋白混合溶液；所述风干过程温度为10~40 oC。
氢氧化钾溶液为0.3%~3%（w/v）,所述溴化锂溶液的浓度为1%~10%（g/mL），所述丙烯酰胺溶液的浓度为2.5%~7.5%（g/mL）；所述丙烯酰胺溶液和所述丝蛋白溶液按照1:10的体积比混匀。
丝蛋白溶液是天然蚕丝去胶后与溴化锂溶液混合得到的溶液，制备方法为：将蚕丝挑去杂质后，放入碱溶液中去胶，再与溴化锂溶液混合搅拌以打破蚕丝纤维内氢键网络，从而将丝素蛋白溶解成丝蛋白溶液并进行重新处理，再通过透析方法去除丝蛋白溶液中含有的溴化锂以及可溶性杂质。
镜片是丙烯酰胺分子诱导的丝素蛋白膜，制备方法为：将丙烯酰胺分子与丝蛋白溶液共混，诱导无定型结构的丝素蛋白形成结晶稳定的丝素蛋白膜，然后通过反复浸泡和冲洗去除丙烯酰胺。
丝蛋白浓度为5%~15%，丙烯酰胺浓度为2.5%~7.5%；丙烯酰胺分子诱导丝素蛋白成膜的温度范围为10~40 oC；丙烯酰胺分子诱导丝素蛋白成膜的湿度范围为10%~50%。
本发明的有益效果：
本发明提供的基于天然蚕丝制备丝素蛋白隐形眼镜，所述的丝蛋白溶液是天然蚕丝去胶后与溴化锂溶液混合得到的溶液，其制备方法为：将蚕丝挑去明显杂质后，放入碱溶液中去胶，再与溴化锂溶液混合搅拌以打破蚕丝纤维内氢键网络，从而将丝素蛋白溶解成丝蛋白溶液并进行重新处理，再通过透析方法去除丝蛋白溶液中含有的溴化锂以及其它可溶性杂质。所述丝素蛋白镜片是丙烯酰胺分子诱导的丝素蛋白膜，其制备方法为：将丙烯酰胺分子与丝蛋白溶液共混，诱导无定型结构的丝素蛋白形成结晶稳定的丝素蛋白膜，然后通过反复浸泡和冲洗去除丙烯酰胺。所述丝素蛋白镜片的赋予了隐形眼镜高透氧的功能。
本发明提供的丝素蛋白隐形眼镜的主料组分及其功效如下：
蚕丝：一种天然纤维，利用蚕丝制做丝线、编织丝带和简单的丝织品已有很长的历史。蚕丝作为天然来源，具有皮肤代谢的作用，能有效抗螨抑菌，不会引起皮肤过敏，常用于美容领域。蚕丝中富含高分子丝素蛋白，约占蚕丝的70%～80%。可作为丝素蛋白的天然来源。
丝素蛋白：一种优异的天然高分子纤维蛋白已被广泛应用于生物医用材料领域。作为一种天然的生物材料，丝素蛋白拥有很多显著的优良性能，例如：好的生物相容性，合适的力学性能，低免疫性以及可控的降解速率，另外丝素蛋白在成形过程中可以实现由水溶性变成水不溶性的多尺度结构。目前，丝蛋白支架已被广泛用于多种组织工程，包括软骨、神经、血管等的修复。除此之外，其来源可靠，获取方便，也是其应用广泛的一大优势。
溴化锂：一种无机物，极易溶于水。它是一种高效的水蒸气吸收剂和空气湿度调节剂可用作吸收式制冷剂，有机化学中的氯化氢脱除剂、纤维蓬松剂。可以打破蚕丝纤维内氢键网络，从而将丝素蛋白溶解成丝蛋白溶液并进行重新处理。
丙烯酰胺：用作有机合成的原料及高分子材料的原料。通常可溶于水，尤其对水中的蛋白质、淀粉的絮凝有良好的效果。具有絮凝性、增稠性、耐剪切性、降阻性、分散性等优良性能。
综上，本发明提供的丝素蛋白隐形眼镜至少具有以下有益效果：
安全性高：用于制备镜片的丝素蛋白来源于自然，具有良好的生物相容性，对人体安全。镜片的多孔结构使其具有高透氧性，可避免眼角膜缺氧导致的眼睛红肿和疼痛，保护佩戴者的眼球健康。
环保：构成镜片的丝素蛋白可在自然环境中降解，对环境无污染。
解决了现有技术隐形眼镜的透气性差，长期佩戴会导致眼角膜缺氧，使眼睛出现红肿、疼痛、干涩甚至视力下降的情况等技术问题。
附图说明
图1是本发明的一个实施例中的丝素蛋白隐形眼镜的制备流程图；
图2是本发明的一个实施例中的的丝素蛋白隐形眼镜的镜片纵剖面示意图。
具体实施方式
本发明采用了如下技术方案：天然蚕丝由氢氧化钾溶液去胶后由溴化锂溶解，得到丝蛋白溶液；所述丝蛋白溶液透析后，与丙烯酰胺混匀后滴入隐形眼镜模具中，风干得到镜片。
如图1所示，该制备流程包括以下主要步骤：天然蚕丝去胶后由溴化锂溶解，得到丝蛋白溶液；所述丝蛋白溶液透析清洗后，与丙烯酰胺混匀后滴入隐形眼镜模具中，风干得到镜片。
优选地，所述镜片为溴化锂、丙烯酰胺、丝素蛋白的反应产物。
优选地，所述丝蛋白溶液在无菌超纯水透析4~6天，每隔6~24小时更换无菌超纯水。
优选地，所述隐形眼镜模具由无菌水清洗烘干后加入丙烯酰胺和丝素蛋白混合溶液；所述风干过程温度为10~40 oC。
优选地，所诉氢氧化钾溶液为0.3%~3%（w/v）,所述溴化锂溶液的浓度为1%~10%（g/mL），所述丙烯酰胺溶液的浓度为2.5%~7.5%（g/mL）；所述丙烯酰胺溶液和所述丝蛋白溶液按照1:10的体积比混匀。
在一些实施例中，所述丙烯酰胺分子诱导丝素蛋白成膜的反应中，丝蛋白浓度为5%~15%，丙烯酰胺浓度为2.5%~7.5%。在一些实施例中，所述丙烯酰胺分子诱导丝素蛋白成膜的温度范围为10~40 oC。在一些实施例中，所述丙烯酰胺分子诱导丝素蛋白成膜的湿度范围为10%~50%。
主要试剂：
溴化锂购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司，货号L108934-100g。丙烯酰胺购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司，货号A108465-100g。氢氧化钾溶液购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司，货号P294848-500ml。蚕丝购买自毫州市弘宝堂商贸有限公司，货号18756786088。
溶液配制：
0.3%（w/v）的氢氧化钾溶液：取1mL的3%（w/v）氢氧化钾溶液用超纯水定容到10mL，配置得到0.3%（w/v）的氢氧化钾溶液。
1%（g/mL）的溴化锂溶液：称取0.1g溴化锂固体颗粒加入10mL超纯水中，配制得到1%（g/mL）的丙烯酰胺溶液。
2.5%（g/mL）的丙烯酰胺溶液：称取0.25g丙烯酰胺固体颗粒加入10mL超纯水中，配制得到2.5%（g/mL）的丙烯酰胺溶液。
若未特别说明，以下实施例所使用的试剂均为本领域常规试剂，可商购获得或按照本领域常规方法配制而得，规格为实验室纯级即可。若未特别说明，以下实施例所使用的实验方法和条件均为本领域常规实验方法和条件，可参考相关实验手册、公知文献或厂商说明书。除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语的含义与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。
实施例1、天然蚕丝制备丝素蛋白隐形眼镜
1、丝蛋白溶液的制备
将蚕丝挑去明显杂质后，放入0.5%（w/v）氢氧化钾溶液煮沸半小时后去胶，再与溴化锂溶液混合后，搅拌60分钟，再将所得溶液放入无菌超纯水透析5天，每隔12小时换一次无菌超纯水，得到丝蛋白溶液。
2、丝素蛋白镜片的制备
取0.1 mL 25%（g/mL）的丙烯酰胺溶液和1 mL 的丝蛋白溶液，加入到5 mL的离心管中混合均匀，取其中100 μL混合液滴入到隐形眼镜模具中，置于10~40℃、通风处风干，得到含有丙烯酰胺分子的丝素蛋白镜片；将镜片浸泡于无菌超纯水中60分钟，然后去掉浸泡液，加入无菌超纯水清洗30分钟，如此反复清洗三次，最后将清洗好的丝素蛋白镜片放入无菌生理盐水中保存待用。
实施例2、花青素染色的环形着色型丝素蛋白隐形眼镜的制备
1、丝蛋白溶液的制备
将蚕丝挑去明显杂质后，放入0.8%（w/v）氢氧化钾溶液煮沸半小时后去胶，再与溴化锂溶液混合后，搅拌70分钟，再将所得溶液放入无菌超纯水透析5天，每隔12小时换一次无菌超纯水，得到丝蛋白溶液。
2、丝素蛋白镜片的制备
取0.1 mL 30%（g/mL）的丙烯酰胺溶液和1 mL 的丝蛋白溶液，加入到5 mL的离心管中混合均匀，取其中100 μL混合液滴入到隐形眼镜模具中，置于10~40℃、通风处风干，得到含有丙烯酰胺分子的丝素蛋白镜片；将镜片浸泡于无菌超纯水中80分钟，然后去掉浸泡液，加入无菌超纯水清洗30分钟，如此反复清洗三次，最后将清洗好的丝素蛋白镜片放入无菌生理盐水中保存待用。
Claims (5)
1.一种基于天然蚕丝制备丝素蛋白隐形眼镜的方法，其特征在于：所述方法为：将天然蚕丝由氢氧化钾溶液去胶后由溴化锂溶液溶解得到丝蛋白溶液；将丝蛋白溶液透析后与丙烯酰胺溶液混匀后滴入隐形眼镜模具中，风干得到镜片；氢氧化钾溶液为0.3%~3%w/v,所述溴化锂溶液的浓度为1%~10%g/mL，所述丙烯酰胺溶液的浓度为2.5%~7.5%g/mL；所述丙烯酰胺溶液和所述丝蛋白溶液按照1:10的体积比混匀；镜片是丙烯酰胺分子诱导的丝素蛋白膜，制备方法为：将丙烯酰胺分子与丝蛋白溶液共混，诱导无定型结构的丝素蛋白形成结晶稳定的丝素蛋白膜，然后通过反复浸泡和冲洗去除丙烯酰胺；丝蛋白浓度为5%~15%，丙烯酰胺浓度为2.5%~7.5%；丙烯酰胺分子诱导丝素蛋白成膜的温度范围为10~40 oC；丙烯酰胺分子诱导丝素蛋白成膜的湿度范围为10%~50%。
2.根据权利要求1所述的一种基于天然蚕丝制备丝素蛋白隐形眼镜的方法，其特征在于：镜片为溴化锂、丙烯酰胺、丝素蛋白的反应产物。
3.根据权利要求1所述的一种基于天然蚕丝制备丝素蛋白隐形眼镜的方法，其特征在于：丝蛋白溶液在无菌超纯水透析4~6天，每隔6~24小时更换无菌超纯水。
4.根据权利要求1所述的一种基于天然蚕丝制备丝素蛋白隐形眼镜的方法，其特征在于：隐形眼镜模具由无菌水清洗烘干后加入丙烯酰胺和丝素蛋白混合溶液；所述风干过程温度为10~40 oC。
5.根据权利要求1所述的一种基于天然蚕丝制备丝素蛋白隐形眼镜的方法，其特征在于：丝蛋白溶液是天然蚕丝去胶后与溴化锂溶液混合得到的溶液，制备方法为：将蚕丝挑去杂质后，放入碱溶液中去胶，再与溴化锂溶液混合搅拌以打破蚕丝纤维内氢键网络，从而将丝素蛋白溶解成丝蛋白溶液并进行重新处理，再通过透析方法去除丝蛋白溶液中含有的溴化锂以及可溶性杂质。
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