靜電紡絲構(gòu)建蠶絲蛋白基支架及其應(yīng)用于神經(jīng)修復(fù)的研究.pdf

1、納米級(jí)的纖維材料是生物體系統(tǒng)的基本組成結(jié)構(gòu)。如DNA雙螺旋的直徑大約是2um，螺距為3.5nm左右，細(xì)胞骨架絲的直徑是30nm左右。納米纖維材料與細(xì)胞外基質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)存在一致性，因此其在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用具有先天優(yōu)勢(shì)，目前加工納米纖維材料的方法很多，如模板法、拉伸法、自組裝法等，但由于各種條件限制，靜電紡絲被認(rèn)為是最有可能實(shí)現(xiàn)連續(xù)及大量制各納米纖維材料的工藝技術(shù)。通過(guò)靜電紡絲工藝可以將聚合物加工成直徑為3nm的纖維，小到3nm的纖維其截

2、面僅有6-7個(gè)大分子。
　　 近年來(lái)，利用天然材料制備納米產(chǎn)品引起了廣泛的注意，如將蠶絲纖維蛋白加工制備成微納米纖維組織工程支架。蠶絲是一種天然高分子蛋白質(zhì)，近年來(lái)獲得各領(lǐng)域?qū)W者濃厚的研究興趣，這主要?dú)w因于其優(yōu)異的特性（強(qiáng)力和生物相容性）和潛在的應(yīng)用價(jià)值，如用于智能紡織品、防護(hù)服、過(guò)濾材料、緩釋材料和組織工程，特別是在組織工程領(lǐng)域的研究成為了熱點(diǎn)。
　　 本課題選取桑蠶絲素蛋白(BSF)和柞蠶絲素蛋白(TSF)為主要實(shí)驗(yàn)

3、對(duì)象，旨在研究絲素蛋白(SF)的靜電紡絲性能，獲得SF基微納米纖維材料，在對(duì)材料形態(tài)、結(jié)構(gòu)和性能研究的基礎(chǔ)上，考察材料與神經(jīng)類(lèi)細(xì)胞的生物相容性并探索材料用于神經(jīng)損傷修復(fù)的可行性。研究發(fā)現(xiàn)：
　　 紡絲溶劑的不同不僅會(huì)影響到纖維形態(tài)，而且對(duì)纖維材料聚集態(tài)結(jié)構(gòu)及熱性能產(chǎn)生影響。如以甲酸為溶劑所紡BSF微納米纖維的直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于以HFIP為溶劑所紡纖維，而且含有更多的β-折疊結(jié)構(gòu)。此外，通過(guò)不同醇溶液及不同濃度乙醇溶液后處理實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，B

4、SF微納米纖維網(wǎng)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變不受酵分子大小及水分含量的影響，分析認(rèn)為溶劑極性、材料形態(tài)、初始結(jié)構(gòu)及結(jié)晶結(jié)構(gòu)將決定有機(jī)溶劑后處理是否能夠促進(jìn)蠶絲蛋白發(fā)生構(gòu)象轉(zhuǎn)變；通過(guò)在紡絲液中加入EDC，或進(jìn)行EDC/NHS乙醇溶液后處理，均能明顯提高BSF微納米纖維材料的物理機(jī)械性能和尺寸穩(wěn)定性。
　　 以六氟異丙醇(HFIP)為溶劑，通過(guò)靜電紡絲方法紡制多種比例BSF/TSF共混微納米纖維非織造網(wǎng)，研究發(fā)現(xiàn)隨TSF含量的增加BSF/TSF共混纖

5、維的直徑顯著降低；BSF/TSF共混纖維中兩種成分在宏觀融為一體，但結(jié)構(gòu)分析表明兩者在微觀上是相分離的，即不能形成共晶結(jié)構(gòu)；星形膠質(zhì)細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)表明，BSF/TSF共混材料與常用神經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)用聚賴氨酸包被板(PLL)在支持細(xì)胞的黏附、生長(zhǎng)與增殖方面沒(méi)有顯著差異，顯示出與星形膠質(zhì)細(xì)胞良好的生物相容性。
　　 細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)表明：絲素蛋白微納米纖維材料支持神經(jīng)元、神經(jīng)干、嗅鞘和雪旺細(xì)胞的黏附、鋪展、生長(zhǎng)發(fā)育和增殖，其支持效果與PLL板

6、相近；與BSF纖維材料相比，TSF纖維材料更支持神經(jīng)元細(xì)胞的存活及提高了神經(jīng)元的復(fù)雜度；與BSF纖維材料相比，神經(jīng)干細(xì)胞在TSF纖維材料上黏附、增殖和遷移更快，并且細(xì)胞的分布更均勻，而培養(yǎng)的雪旺細(xì)胞對(duì)材料成分并不敏感，因此TSF微納米纖維材料更適合于神經(jīng)元和神經(jīng)干細(xì)胞的生長(zhǎng)；與微米級(jí)BSF纖維材料相比，納米級(jí)BSF纖維材料對(duì)嗅鞘細(xì)胞和雪旺細(xì)胞的生長(zhǎng)與增殖更加有利，這主要表現(xiàn)在：嗅鞘細(xì)胞在納米級(jí)BSF纖維材料上能夠巖纖維排列并伸出胞突，細(xì)