改性絲素蛋白仿生誘導(dǎo)絲素蛋白-羥基磷灰石合成.pdf

1、天然大分子的絲素蛋白具有獨(dú)特的機(jī)械性能，生物活性及良好的生物相容性，且植入人體內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生免疫反應(yīng)等特性。絲素蛋白膜可以誘導(dǎo)無機(jī)礦物鹽離子在其表面沉積，如在人體仿生環(huán)境下誘導(dǎo)碳酸鈣、羥基磷灰石等晶體的形成，并且礦化后的復(fù)合材料是一種良好的骨移植材料。因此，此類生物材料在骨移植中得到了更廣泛的應(yīng)用。
　　 羥基磷灰石是動(dòng)物體內(nèi)骨組織中無機(jī)相的主要成分并且具有生物相容性、生物活性、骨傳導(dǎo)性及誘導(dǎo)細(xì)胞分化增殖等優(yōu)良的功能和特性。但是，單

2、一的羥基磷灰石韌性差，在臨床醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用受到了一定的限制。因此，很多研究者將目光轉(zhuǎn)向?qū)⒘u基磷灰石與其它生物大分子進(jìn)行復(fù)合的研究，綜合兩者的優(yōu)點(diǎn)，使之在骨移植領(lǐng)域中得到更廣泛的應(yīng)用。
　　 本論文主要研究改性膜為生物有機(jī)模板仿生誘導(dǎo)絲素蛋白/羥基磷灰石合成。并系統(tǒng)的研究了修飾劑用量、修飾時(shí)間及預(yù)鈣化溫度對(duì)所得復(fù)合材料的表面形貌和鈣磷摩爾比的影響。
　　 首先，研究的是對(duì)苯二甲酰氯改性絲素蛋白膜仿生誘導(dǎo)絲素蛋白/羥基磷灰石合

3、成。通過改變修飾劑用量和預(yù)鈣化溫度兩個(gè)因素探討所得的復(fù)合材料在結(jié)構(gòu)和形貌上變化。與未改性絲素蛋白膜仿生誘導(dǎo)羥基磷灰石相比，表面形貌發(fā)生了明顯的變化，由原來光滑的球型結(jié)構(gòu)向三維孔洞結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。其次，首次采用了異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)和二羥甲基丙酸(DMPA)改性絲素蛋白膜仿生誘導(dǎo)絲素蛋白/羥基磷灰石合成。IPDI和DMPA對(duì)顆粒的大小和表面形貌起到了重要作用。對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行了測(cè)試表征，F(xiàn)TIR和ICP分析復(fù)合材料的組成，數(shù)據(jù)結(jié)果表明復(fù)

4、合材料中的無機(jī)鹽主要是羥基磷灰石，且材料中的鈣磷摩爾比非常接近羥基磷灰石中鈣磷摩爾比，與人體骨組織中的鈣磷摩爾比非常相近;XRD和SEM分析復(fù)合材料的形貌和結(jié)晶度，結(jié)果表明該方法制備的復(fù)合材料結(jié)晶度較低，且隨著修飾量的增加、預(yù)鈣化的溫度升高和修飾時(shí)間的延長(zhǎng)其晶體沿c軸取向生長(zhǎng)，且磷酸鹽以自組裝形式沉積在模板表面，表面形貌也由球形結(jié)構(gòu)向三維多孔結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。以上分析結(jié)果得知，仿生礦化制備的磷灰石晶體與人體本身礦化合成的礦物鹽極為相似。因比，仿

5、生合成法制備絲素蛋白/羥基磷灰石復(fù)合材料有望成為理想骨組織的移植材料。
　　 綜上所述，本論文以改性絲素蛋白為模板，鈣磷離子在改性絲素蛋白膜模板的精確調(diào)控和指導(dǎo)下，在表面成核、沉積結(jié)晶，最終形成改性絲素/羥基磷灰石復(fù)合材料，且羥基磷灰石晶體在其表面沿c軸取向生長(zhǎng)。所制備的復(fù)合生物材料在組成、結(jié)構(gòu)上及形貌上與天然骨相似。
　　 本論文的創(chuàng)新性研究成果：通過化學(xué)改性方式引入羧基來進(jìn)一步仿生誘導(dǎo)合成三維多孔復(fù)合材料，補(bǔ)充了三維