絲素蛋白及羧甲基殼聚糖共混生物支架的制備及體外細(xì)胞實驗研究.pdf

1、絲素蛋白(silk fibroin,SF)和羧甲基殼聚糖(carboxymethyl chitosan,CMCS)都具有良好的細(xì)胞相容性、可降解、無毒等性能，是兩種目前廣泛應(yīng)用的生物材料。
　　許多研究發(fā)現(xiàn)將不同的高分子材料混合后可以合成具有不同的理化、力學(xué)、熱力學(xué)、生物學(xué)性能的材料。SF結(jié)構(gòu)同膠原具有相似性，生物相容性良好，可降解，具有優(yōu)異的機械性能；殼聚糖及其衍生物則在結(jié)構(gòu)上類似于細(xì)胞外基質(zhì)中的糖胺聚糖，將兩種物質(zhì)混合可實現(xiàn)對

2、細(xì)胞外基質(zhì)成分的仿生設(shè)計，制備成一種更利于細(xì)胞生長的生物支架。已有研究將殼聚糖及其衍生物和 SF混合制備支架，結(jié)果表明在 SF含量相對較多時其具有更加優(yōu)良的細(xì)胞相容性。
　　具有良好三維孔隙結(jié)構(gòu)的支架可以為細(xì)胞提供足夠的附著面，有利于細(xì)胞和其微環(huán)境之間進(jìn)行營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物的交換。然而用新鮮SF溶液經(jīng)過冷凍干燥后的支架成孔性不佳，在加入絲蛋白納米纖維（silk nanofiber,SN）后，SN能夠進(jìn)一步誘導(dǎo)其他絲蛋白形成納米纖維

3、，不僅支架成孔性明顯改善，同時形成了具有仿細(xì)胞外基質(zhì)的納米纖維結(jié)構(gòu)。
　　在此基礎(chǔ)上，本實驗在SF/SN=15:1（干重比）的混合溶液中加入不同比例的CMCS，通過冷凍干燥的方法制備出多孔材料，隨后用EDC-NHS-甲醇溶液對支架進(jìn)行交聯(lián)，在促進(jìn)絲蛋白結(jié)晶轉(zhuǎn)化的同時，將CMCS交聯(lián)固定，制備出不溶于水，具有同細(xì)胞外基質(zhì)相似的蛋白質(zhì)-多糖復(fù)合成分，以及納米纖維微結(jié)構(gòu)的仿生生物支架材料。用電鏡對其微觀形貌進(jìn)行了觀察，發(fā)現(xiàn)制備的混合支架

4、具有相互貫通的多孔結(jié)構(gòu)。與純SF支架光滑的孔壁結(jié)構(gòu)不同的是，混合支架孔壁具有特殊的橢圓形結(jié)構(gòu)。用FTIR對支架的二級結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，結(jié)果表明加入CMCS后并不影響SF由silk-Ⅰ向silk-Ⅱ的轉(zhuǎn)化。對支架溶脹率進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)隨著支架中CMCS含量逐漸增加，支架溶脹率也逐漸增加。壓縮模量測試結(jié)果混合支架的壓縮模量為6.36±0.69～4.70±0.14kPa，且壓縮模量隨著CMCS含量的逐漸增高而降低。DSC分析發(fā)現(xiàn)加入CMCS的支架