力學(xué)性能可調(diào)的絲蛋白支架的研究.pdf

1、蠶絲不僅具有優(yōu)異的服用性能,而且有著良好的生物相容性、可控的降解速度及特有的理化性質(zhì),這使得絲素蛋白作為一種普適性的生物材料,特別是組織修復(fù)支架材料獲得廣泛關(guān)注。然而,不同組織修復(fù)對(duì)材料的力學(xué)性能、降解性能以及納米結(jié)構(gòu)都有著不同的要求,需要根據(jù)特定組織再生的規(guī)律進(jìn)行材料的設(shè)計(jì)。如何靈活調(diào)控支架材料的力學(xué)性能、降解性能等,進(jìn)一步提高支架的生物相容性和誘導(dǎo)性使其更有利于不同組織的修復(fù)是我們面臨的挑戰(zhàn)。
　　鹽析法是制備絲蛋白多孔材料常

2、用方法,然而鹽析法制備的絲蛋白多孔支架一般具有較高的強(qiáng)度和較低的韌性,不適用于軟組織修復(fù)。本論文中,我們通過(guò)對(duì)絲素蛋白溶液進(jìn)行濃縮處理,調(diào)控絲蛋白的結(jié)構(gòu)和性能。然后將溶液稀釋到原濃度,利用鹽析法制備出具有更好柔韌性的絲蛋白多孔支架,并對(duì)處理前后的絲素蛋白材料的微觀形貌、二級(jí)結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能進(jìn)行研究。SEM圖像表明經(jīng)快速濃縮及緩慢濃縮后鹽析法支架孔徑未受影響,都形成了良好的多孔結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步對(duì)絲蛋白支架孔壁微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),經(jīng)緩慢濃縮處理

3、后的支架形成了大量具有微納結(jié)構(gòu)的小球,其特殊的結(jié)構(gòu)可能有利于細(xì)胞的粘附和生長(zhǎng)。X-衍射和紅外結(jié)果表明濃縮處理過(guò)的絲素蛋白,隨著濃縮時(shí)間的增加,所形成多孔支架中的絲蛋白結(jié)晶度降低,β-折疊減少,無(wú)規(guī)構(gòu)象增加,有利于提高其柔韌性和親水性。壓縮強(qiáng)度測(cè)試證明隨著濃縮時(shí)間的增加,絲素蛋白支架壓縮強(qiáng)度降低。
　　在此基礎(chǔ)上,本研究通過(guò)向溶液中添加甘油,調(diào)節(jié)溶液的pH值等方法對(duì)新鮮絲素溶液和絲素濃縮液進(jìn)行了進(jìn)一步調(diào)節(jié),增加支架的模量調(diào)控范圍。實(shí)

4、驗(yàn)發(fā)現(xiàn)親水作用的增強(qiáng)能夠阻礙絲素蛋白由無(wú)規(guī)結(jié)構(gòu)向Silk II結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變,進(jìn)而調(diào)控支架的力學(xué)性能,降低支架模量。而調(diào)節(jié)溶液的pH值會(huì)改變?nèi)芤褐薪z素蛋白的形態(tài),使其由納米球形態(tài)向納米線形態(tài)轉(zhuǎn)變,可以在一定程度上增加支架的模量。
　　最后,通過(guò)大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的體外細(xì)胞培養(yǎng),用普通絲素溶液經(jīng)鹽析法制備的絲蛋白多孔支架作為對(duì)比,研究了不同模量的絲素多孔材料對(duì)大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞粘附、增殖的影響。激光共聚焦顯微鏡和掃描電鏡結(jié)果表明細(xì)胞