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)律進行材料的設(shè)計。如何靈活調(diào)控支架材料的力學(xué)性能、降解性能等,進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,我們通過對絲素蛋白溶液進行濃縮處理,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,并對處理前后的絲素蛋白材料的微觀形貌、二級結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能進行研究。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)。進一步對絲蛋白支架孔壁微觀結(jié)構(gòu)進行分析發(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)可能有利于細胞的粘附和生長。X-衍射和紅外結(jié)果表明濃縮處理過的絲素蛋白,隨著濃縮時間的增加,所形成多孔支架中的絲蛋白結(jié)晶度降低,β-折疊減少,無規(guī)構(gòu)象增加,有利于提高其柔韌性和親水性。壓縮強度測試證明隨著濃縮時間的增加,絲素蛋白支架壓縮強度降低。
　　在此基礎(chǔ)上,本研究通過向溶液中添加甘油,調(diào)節(jié)溶液的pH值等方法對新鮮絲素溶液和絲素濃縮液進行了進一步調(diào)節(jié),增加支架的模量調(diào)控范圍。實

4、驗發(fā)現(xiàn)親水作用的增強能夠阻礙絲素蛋白由無規(guī)結(jié)構(gòu)向Silk II結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變,進而調(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,通過大鼠骨髓間充質(zhì)干細胞的體外細胞培養(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比,研究了不同模量的絲素多孔材料對大鼠骨髓間充質(zhì)干細胞粘附、增殖的影響。激光共聚焦顯微鏡和掃描電鏡結(jié)果表明細胞