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痛楚的同時更給家庭和社會造成了極大的影響,而針對疾病的治療離不開諸多生物材料。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,通過調(diào)整蠶絲煮沸脫膠時間考察其對絲素的影響。SEM結(jié)果顯示煮沸可以去除絲膠,但長時間煮沸會使絲素短纖維剝離。SDS-PAGE檢測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)短時間煮沸脫膠的溶液可以縮短骨水泥的凝固時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 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間,有效改善C

4、PC的抗?jié)⑸⑿?材料浸提液MTT實驗和皮下炎癥反應(yīng)實驗結(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)胞實驗結(jié)果