改性絲素蛋白電紡膜仿生合成絲素蛋白-羥基磷灰石的復(fù)合材料.pdf

1、絲素蛋白除了具有無毒，無刺激性，易獲取之外，還具有良好的生物相容性和降解性；又因其具有的獨(dú)特的機(jī)械性能，且與膠原蛋白性質(zhì)相似性，而被廣泛運(yùn)用在骨組織工程支架復(fù)合材料。很多研究已表明靜電紡絲技術(shù)可以成功的制備絲素蛋白纖維，提供了三維支架材料。在仿生礦化過程中，在絲素蛋白有機(jī)模板的調(diào)控下，無機(jī)物在有機(jī)物模板與溶液相交的界面處產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，有機(jī)物組裝體來控制無機(jī)物形成，在模板的誘導(dǎo)和抑制機(jī)制下形成了具有多級(jí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和特殊組裝方式的無機(jī)-有機(jī)復(fù)

2、合材料。
　　 在本實(shí)驗(yàn)中，將絲素蛋白與一種人體所需氨基酸-天門冬氨酸共混，利用靜電紡絲技術(shù)制備了絲素蛋白共混三維纖維膜，并對(duì)纖維膜進(jìn)行化學(xué)改性。同時(shí)利用乙醇處理來促使絲素蛋白結(jié)構(gòu)向SilkⅡ(β-折疊)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變；再對(duì)其進(jìn)行了異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)和2，2-二羥甲基丙酸(DMPA)處理，不僅保護(hù)了纖維膜的纖維結(jié)構(gòu)，而且在膜的表面引入了羧基基團(tuán)，以便于下一步誘導(dǎo)羥基磷灰石的形成。仿生合成是制備羥基磷灰石/絲素蛋白復(fù)合材料

3、中常用到的一種方法。我們采用先對(duì)處理后的纖維膜進(jìn)行預(yù)鈣化，將纖維膜交替置于CaCl2溶液和K2HPO4溶液中，再將其置于1.5倍的人體仿生液中24h取出，即得到羥基磷灰石/絲素蛋白三維支架復(fù)合材料。利用紅外光譜(FT-IR)測(cè)試，掃描電鏡(SEM)測(cè)試，X-射線衍射(XRD)測(cè)試及電感耦合等離子體(ICP)測(cè)試，研究了復(fù)合材料形成過程中絲素蛋白結(jié)構(gòu)變化，纖維膜形貌變化，復(fù)合材料結(jié)晶情況和化學(xué)組成以及PASP對(duì)復(fù)合材料的影響。
　　

4、 1.首先探討的是天冬氨酸小分子對(duì)復(fù)合材料的影響。靜電紡絲技術(shù)是制備絲素蛋白纖維的一種很好的方法，制備的纖維連續(xù)，直徑均勻，圓滑，無串珠。隨著預(yù)鈣化液中ASP含量的增加，復(fù)合材料的多孔結(jié)構(gòu)更加密集，均勻；除此之外，纖維膜仿生礦化制得的復(fù)合材料的鈣磷比呈穩(wěn)定的上升趨勢(shì)。但是，實(shí)驗(yàn)過程中纖維膜中的纖維結(jié)構(gòu)遭到了破壞。
　　 2.研究了聚天冬氨酸對(duì)復(fù)合材料的影響。PASP的加入使得電紡纖維的直徑變小，更加均勻；經(jīng)過乙醇處理后，絲素蛋

5、白以β-折疊結(jié)構(gòu)為主；但是隨著乙醇溶液的處理及生物礦化的進(jìn)行，纖維結(jié)構(gòu)遭到破壞；纖維膜表面無機(jī)礦物的堆積較少，羥基磷灰石結(jié)晶度較低，Ca/P摩爾比較低。
　　 3.為了保護(hù)復(fù)合材料的纖維結(jié)構(gòu)，本實(shí)驗(yàn)對(duì)乙醇處理后的纖維膜進(jìn)行了IPDI處理。由FT-IR，XRD可知絲素蛋白結(jié)構(gòu)仍然存在；且SEM圖片顯示，纖維結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生進(jìn)一步的破壞，得到了保護(hù)；但是，其誘導(dǎo)羥基磷灰石的能力下降。因此，本實(shí)驗(yàn)在IPDI處理的基礎(chǔ)上再運(yùn)用DMPA處理纖