纖維增強(qiáng)家蠶絲蛋白支架的設(shè)計(jì)及其在組織修復(fù)材料中的應(yīng)用.pdf

1、蠶絲具有超強(qiáng)的強(qiáng)度、良好的生物相容性和生物可降解性受到了研究者青睞。目前，蠶絲已經(jīng)從傳統(tǒng)的紡織材料轉(zhuǎn)變成具有普適性的生物材料，在組織工程領(lǐng)域顯示出良好的應(yīng)用前景。但是，再生絲蛋白生物材料的力學(xué)性能無法與蠶絲相媲美，以至于在臨床上使用時(shí)，其生物力學(xué)性能難以滿足生理活動(dòng)和移植需要，最終導(dǎo)致材料破裂。有研究表明絲蛋白優(yōu)異的綜合性能與其納米組裝結(jié)構(gòu)有關(guān)。因此，如何利用蠶絲本身的優(yōu)異的力學(xué)性能和調(diào)控絲蛋白納米結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)增強(qiáng)型絲蛋白支架，使得支架材

2、料更廣泛地應(yīng)用于組織工程。
　　本文基于天然血管的結(jié)構(gòu)及其在生理?xiàng)l件下的力學(xué)特征，采用靜電紡和編織技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計(jì)制備具有三層管壁結(jié)構(gòu)的小口徑人造血管。采用不同比例的絲蛋白（SF）/聚左旋乳酸-己內(nèi)酯（PLCL）復(fù)合管狀材料作為人造血管的內(nèi)層和中層，以滿足其在真實(shí)體內(nèi)環(huán)境中力學(xué)的要求。采用熟絲編織管作為外層，來滿足天然血管外層模量大的要求。隨后，在生理?xiàng)l件下對(duì)該人造血管的機(jī)械性能進(jìn)行測(cè)試，并與天然血管進(jìn)行比較，該小口徑人造血管基本

3、滿足天然血管的力學(xué)要求。體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該管狀材料的細(xì)胞相容性較好，有望成為一種有潛力的血管替代物。
　　另一方面，基于絲蛋白納米結(jié)構(gòu)組裝機(jī)理，通過絲蛋白的納米結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)對(duì)力學(xué)性能調(diào)控。首先，通過快速濃縮-緩慢濃縮-溫度處理得到絲蛋白納米纖維溶液。我們將絲蛋白納米纖維溶液加入到絲蛋白原溶液中，通過外加電場(chǎng)作用，經(jīng)過冷凍干燥處理后，可以得到具有各向異性的支架。本文主要探討混合比和濃度對(duì)具有各向異性支架的結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響。當(dāng)

4、混合體系中絲蛋白總濃度為2％時(shí)，通過改變納米纖維含量可以調(diào)控支架的結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能。當(dāng)納米纖維溶液與絲蛋白原溶液比為1:1時(shí)，支架機(jī)械性能最好。當(dāng)混合體系中絲蛋白總濃度為7%時(shí)，隨著絲蛋白納米纖維含量越多，支架微觀結(jié)構(gòu)的取向性越好，支架的力學(xué)性能越好。
　　綜上所述，本文利用蠶絲本身優(yōu)異的力學(xué)性能，采用編織和靜電紡相結(jié)合的方法制備具有三層管壁結(jié)構(gòu)的小口徑人造血管，獲得優(yōu)化的力學(xué)性能和細(xì)胞相容性?；谧越M裝機(jī)理，對(duì)不同納米結(jié)構(gòu)的絲蛋白