絲素蛋白共混膜仿生制備絲素蛋白-羥基磷灰石復(fù)合材料.pdf

1、絲素蛋白具有良好的機(jī)械性能、環(huán)境穩(wěn)定性和生物相容性。其分子結(jié)構(gòu)中含有大量的活性基團(tuán)，如-COOH基團(tuán)，這些活性基團(tuán)很容易誘導(dǎo)無機(jī)礦物碳酸鈣和磷酸鈣的沉積，對(duì)于礦化起著重要的作用。絲蛋白的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為無機(jī)物在其表面的礦化提供了基礎(chǔ)，它能為無機(jī)物提供成核位點(diǎn)、誘導(dǎo)無機(jī)離子沉積。因此近年來，絲素蛋白被作為有機(jī)模板而廣泛的應(yīng)用于有機(jī)/無機(jī)復(fù)合生物材料的制備。另外，研究發(fā)現(xiàn)非膠原類的大分子聚合物也能明顯影響無機(jī)礦物的成核和生長。
　　 本論

2、文利用絲素蛋白以及大分子聚合物結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，在絲素蛋白分子中引入各種不同的聚合物，目的在于進(jìn)一步促進(jìn)無機(jī)礦物的礦化沉積。實(shí)驗(yàn)中以有機(jī)大分子絲素蛋白為主體，與聚合物分子進(jìn)行共混膜后，制備共混膜，在一定的溫度下進(jìn)行預(yù)礦化后置于1.5倍人體仿生液(1.5×SBF)中，鈣磷離子在大分子聚合物/絲素蛋白的表面沉積、成核并最終聚集形成羥基磷灰石，論文著重研究不同大分子聚合物/絲素蛋白的配比、不同預(yù)礦化溫度對(duì)絲素蛋白/羥基磷灰石類骨質(zhì)復(fù)合材料沉積量、

3、鈣磷比以及形貌的影響。
　　 內(nèi)容一，仿生合成聚丙烯酸/絲素蛋白/羥基磷灰石復(fù)合生物材料。將絲素蛋白與聚丙烯酸進(jìn)行共混，制備不同配比的聚丙烯酸/絲素蛋白共混膜，將共混膜用乙醇改性后，用氯化鈣溶液和磷酸氫二鉀溶液進(jìn)行預(yù)礦化處理后置于人體仿生液中仿生制備絲素蛋白/羥基磷灰石復(fù)合材料。本實(shí)驗(yàn)探討了乙醇的改性處理對(duì)復(fù)合材料制備的影響。通過FTIR、XRD、SEM、EDX對(duì)樣品進(jìn)行表征。結(jié)果顯示：1，所制備的復(fù)合生物材料中，羥基磷灰石晶體

4、的結(jié)晶度較低，與天然骨組織中的磷灰石晶體相似；2，乙醇改性處理后的聚丙烯酸/絲素蛋白共混膜更有利于羥基磷灰石在其表面的生長。
　　 內(nèi)容二，仿生合成聚天冬氨酸/絲素蛋白/羥基磷灰石復(fù)合生物材料。制備不同配比的聚天冬氨酸/絲素蛋白共混膜，經(jīng)乙醇改性處理、于不同的溫度下預(yù)礦化后置于1.5×SBF中得到有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料。本章實(shí)驗(yàn)探討了聚天冬氨酸/絲素蛋白的配比以及預(yù)礦化溫度對(duì)羥基磷灰石的形貌和沉積量的影響。利用FTIR、XRD、SE

5、M、ICP對(duì)樣品進(jìn)行表征。結(jié)果顯示：PASP/SF的配比以及預(yù)礦化溫度會(huì)影響復(fù)合材料的形貌以及沉積量。隨著共混膜中PASP含量的增加，SF/HA復(fù)合材料中磷灰石的含量增加、Ca/P比增大；預(yù)礦化溫度的提高同樣會(huì)促使磷灰石含量的增加、Ca/P比的增大。
　　 內(nèi)容三，論文實(shí)驗(yàn)的第三部分研究了小分子的氨基酸—天冬氨酸的加入對(duì)絲素蛋白/羥基磷灰石復(fù)合材料性質(zhì)的影響。首先，在預(yù)礦化液氯化鈣中加入不同質(zhì)量的天冬氨酸，得到不同的預(yù)礦化液。然

6、后將乙醇改性處理后的絲素蛋白膜放入此礦化液中進(jìn)行預(yù)礦化處理，后置于1.5×SBF中24h，得到絲素蛋白/羥基磷灰石復(fù)合材料。表征結(jié)果顯示：天冬氨酸的加入量對(duì)復(fù)合材料的形貌有較明顯影響，同時(shí)對(duì)于鈣磷在絲素蛋白膜表面的沉積也有一定的影響。
　　 綜上所述，本論文主要以絲素蛋白纖維為模板，調(diào)控鈣磷在其表面的沉積、成核，制備類骨質(zhì)羥基磷灰石晶體。在絲素蛋白的調(diào)控下，磷灰石晶體在其表面沉積，所制備的類骨質(zhì)復(fù)合生物材料與天然骨具有組成和結(jié)構(gòu)