13985.家蠶絲素蛋白納米纖維的調(diào)控及其在組織修復(fù)材料中的應(yīng)用

1、博士學(xué)位論文論文題目家蠶絲素蛋白納米纖維的調(diào)控及其家蠶絲素蛋白納米纖維的調(diào)控及其在組織修復(fù)材料中的應(yīng)用組織修復(fù)材料中的應(yīng)用研究生姓名白樹猛白樹猛指導(dǎo)教師姓名許維岸許維岸專業(yè)名稱特種經(jīng)濟(jì)動(dòng)物飼養(yǎng)特種經(jīng)濟(jì)動(dòng)物飼養(yǎng)研究方向家蠶絲素蛋白生物材料家蠶絲素蛋白生物材料論文提交日期2013年3月家蠶絲素蛋白納米纖維的調(diào)控及其在生物組織修復(fù)材料中的應(yīng)用中文摘要I中文摘要組織工程支架在微米尺度和納米尺度的結(jié)構(gòu)和形貌對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖和分化以及細(xì)胞外基質(zhì)重

2、建具有重要的調(diào)控作用。通過模擬細(xì)胞外基質(zhì)的微納結(jié)構(gòu)，構(gòu)建有利于細(xì)胞和組織生長(zhǎng)的微環(huán)境已經(jīng)成為構(gòu)建組織修復(fù)載體的新方向。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)。納米纖維材料與細(xì)胞外基質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)保持一致，在組織修復(fù)載體構(gòu)建中具有重要優(yōu)勢(shì)。絲素蛋白纖維是強(qiáng)度最高、剛度最好的生物材料之一。它具有多級(jí)結(jié)構(gòu)，其中尺寸小于20nm的納米纖維是決定其完美機(jī)械性能的關(guān)鍵因素。雖然絲素蛋白納米纖維已經(jīng)在天然和再生絲素溶液中被發(fā)現(xiàn)，但是目前還是缺乏有效

3、的方法能夠在水溶液中控制納米纖維的形成。這制約了絲素蛋白材料在組織工程中的應(yīng)用。本文通過簡(jiǎn)單而有效的方法，調(diào)節(jié)絲素蛋白的自組裝行為，成功制備出絲素蛋白納米纖維。通過重復(fù)干燥溶解的方法首先制備出亞穩(wěn)態(tài)的絲素蛋白納米顆粒，隨后在不同的濃度和處理溫度下，將納米顆粒分解并再自組裝形成不同尺寸和βsheet含量的納米纖維溶液。這些納米纖維與天然絲素納米纖維具有相似的形貌，為進(jìn)一步體外自組裝絲素蛋白多級(jí)結(jié)構(gòu)提供了合適的單元。在此基礎(chǔ)上，我們對(duì)絲素蛋

4、白溶液的二級(jí)結(jié)構(gòu)和粘度行為與溶液中形成的納米纖維之間的關(guān)系也進(jìn)行了闡述。這為研究絲素蛋白的自組裝過程提供了新的視野。隨后，以上述絲素蛋白納米纖維為基質(zhì)，通過不同的后處理方法，我們進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了對(duì)其二級(jí)結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的調(diào)控，獲得了具有不同力學(xué)響應(yīng)性的絲素蛋白納米纖維薄膜，并研究了其對(duì)神經(jīng)干細(xì)胞行為的調(diào)控作用。細(xì)胞結(jié)果表明，不同結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的納米纖維能夠顯著影響神經(jīng)干細(xì)胞的生物學(xué)行為。其中真空水處理和80%甲醇處理的納米纖維顯著提高神經(jīng)干細(xì)