靜電紡絲素支架的自組裝及其體外生物性能.pdf

1、絲素（SF）是從蠶絲里面提取出來的高分子纖維狀蛋白質，作為一種天然的蛋白質材料，其沒有毒性和刺激性、沒有污染以及能夠被生物體降解，并且與生物體的生物相容性良好。目前，生物醫(yī)學領域中已經(jīng)開始對絲素蛋白進行深入的研究，并且也有了基礎性的應用，其有望成為組織工程支架材料的重要組成部分。本文首先用較高濃度絲素蛋白的水溶液進行靜電紡絲，從而制備絲素纖維膜，然后將帶有相反電荷的殼聚糖（CS）與海藻酸鈉（SA）經(jīng)靜電層層自組裝至絲素納米纖維支架上，并

2、將絲素納米支架材料浸泡在自制的模擬體液（SBF）之中，測試其在生物體外的生物活性與降解性。此外，還對纖維支架材料的構造和性能進行各種表征，最終為絲素纖維支架材料在運用于骨修復工程做了基礎性的研究。
　　本課題的主要工作內容及結論如下：
　?。?）調整絲素紡絲液的濃度、電壓和接收距離等各項參數(shù)，并以正交試驗設計方法經(jīng)過級差分析得出各個參數(shù)對紡絲纖維直徑產(chǎn)生的影響。采用掃描電鏡對制備的絲素纖維膜的直徑和形貌進行表征，得出制備良好

3、的絲素纖維膜的優(yōu)化條件。結果表明，靜電紡絲能夠從再生的絲素蛋白水溶液中制得超細再生纖維。當采用靜電紡絲溶液濃度為30％，電壓20kV，距離11cm時，最終能夠得到纖維直徑為554nm左右的絲素納米級纖維。
　?。?）設計好自組裝程序，利用靜電自組裝在絲素纖維膜表面分別組裝5、10、15和20個CS/SA雙層。然后對組裝后的復合纖維支架材料進行表征。結果表明，靜電層層自組裝不但能保留靜電紡絲結構上模擬細胞外基質的三維空間的網(wǎng)狀結構，

4、而且將生物相容性優(yōu)異的殼聚糖和海藻酸鈉組裝至纖維上。當靜電自組裝層數(shù)達到15層時，復合纖維支架呈現(xiàn)出最好的性能：質量殘留從17%增加到30%，斷裂強度由0.87MPa增加到5.93MPa，斷裂伸長由2.04%增至7.88%。
　　（3）體外生物活性及降解性評價。通過測試復合纖維支架誘導類骨羥基磷灰石（CHA）的沉積能力來表征其體外生物活性，并以失重率和pH值變化來表征其降解性。纖維支架材料浸泡SBF的實驗結果，表明兩種纖維支架材料

5、浸泡SBF以后都可以誘導類骨CHA沉積在其表面上，但組裝15個CS/SA雙層的復合纖維支架的表面沉積類骨 CHA的速度快于純絲素支架，這是因為海藻酸鈉能夠與 Ca2+形成所謂的“蛋盒”結構，有利于促使類骨CHA在沉積在復合纖維支架材料的表面。純絲素纖維支架材料在浸泡8周后，pH值下降至6.80，降解率高達27.54％；而復合纖維支架材料浸泡8周以后，其pH值穩(wěn)定在7.35左右，降解率僅為13.27％，這是由于復合纖維支架里呈堿性的殼聚糖