用于椎體成形骨水泥和骨軟骨組織工程支架的磷酸鈣-絲素蛋白復(fù)合材料.pdf

1、各種骨科疾病給患者帶來(lái)痛楚的同時(shí)更給家庭和社會(huì)造成了極大的影響,而針對(duì)疾病的治療離不開(kāi)諸多生物材料。磷酸鈣材料是一類具有良好的生物活性,并可與周圍組織形成骨性結(jié)合的材料,多用于人工骨;絲素蛋白(SF)是一種天然蛋白質(zhì),降解、易修飾,具有良好的生物相容性和優(yōu)異的力學(xué)性能,近年來(lái)廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域。本文旨在研究絲素對(duì)磷酸鈣骨水泥(CPC)的增強(qiáng)效果以擴(kuò)展其在骨缺損治療上的應(yīng)用,并以此為基礎(chǔ),制備磷酸鈣/絲素蛋白復(fù)合支架用于骨軟骨組織

2、工程研究。
　　首先,通過(guò)調(diào)整蠶絲煮沸脫膠時(shí)間考察其對(duì)絲素的影響。SEM結(jié)果顯示煮沸可以去除絲膠,但長(zhǎng)時(shí)間煮沸會(huì)使絲素短纖維剝離。SDS-PAGE檢測(cè)到蛋白分子量分布較寬,分子鏈被裂解。因此,其在溶液具有更小的粒徑,宏觀上也更加澄清。其次,將絲素溶液作骨水泥固化液,發(fā)現(xiàn)經(jīng)短時(shí)間煮沸脫膠的溶液可以縮短骨水泥的凝固時(shí)間并使其具備更好的抗?jié)⑸⑿Ч?br>　　將以共沉淀法制備的羥基磷灰石-絲素蛋白(HA-SF)復(fù)合物添加到 CPC體系中

3、,發(fā)現(xiàn) CPC的壓縮強(qiáng)度顯著提高。通過(guò) FTIR、XRD、TGA和 SEM等表征方法考察HA-SF和CPCs的化學(xué)成分和微觀結(jié)構(gòu),并基于此提出增強(qiáng)機(jī)理:Ca2+和SF分子鏈上的負(fù)電荷基團(tuán)之間存在強(qiáng)烈的相互作用、HA-SF復(fù)合物改善體系中有機(jī)無(wú)機(jī)兩相之間的界面結(jié)合力、HA-SF復(fù)合物作為晶種可誘導(dǎo)HA的沉積形成致密結(jié)構(gòu)、SF分子鏈相會(huì)纏結(jié)形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)阻止了HA片狀結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展。此外,SF的引入能在保證注射性的前提下縮短凝固時(shí)間,有效改善C

4、PC的抗?jié)⑸⑿?材料浸提液MTT實(shí)驗(yàn)和皮下炎癥反應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果均顯示其具備良好的生物相容性。
　　在CPC/SF體系中加入氯化鈉(NaCl)顆粒作致孔劑制備磷酸鈣多孔支架,通過(guò)改變顆粒尺寸及添加比例調(diào)控支架結(jié)構(gòu)。逐層添加絲素蛋白溶液凍干制備三層復(fù)合支架,通過(guò)調(diào)整溶液濃度和冷凍條件調(diào)控絲素多孔支架的微觀形貌。支架各層之間界限明顯且結(jié)合良好,骨相磷酸鈣層孔徑約400μm、軟骨相絲素層孔徑約100μm、界面層孔徑<30μm。體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果