納米銳鈦礦增強(qiáng)增韌再生絲素蛋白靜電紡復(fù)合纖維的研究.pdf

1、蠶絲為天然蛋白質(zhì)，是迄今為止最強(qiáng)韌的纖維之一。最常見(jiàn)的桑蠶絲，其直徑約為10-20μm，在生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)具有很大的發(fā)展?jié)摿?。絲素蛋白因其獨(dú)特的彈性、強(qiáng)度和生物相容性，使其成為制備組織工程支架理想的材料。進(jìn)一步增強(qiáng)增韌后的再生絲素蛋白（RSF）纖維支架材料在組織工程領(lǐng)域有很大的應(yīng)用潛力。靜電紡絲工藝由于其多功能性和多應(yīng)用性，近年來(lái)引起了人們的廣泛關(guān)注。為了改善 RSF纖維氈的力學(xué)性能，本論文基于納米銳鈦礦對(duì)絲素蛋白的微區(qū)受限結(jié)晶原理，以絲素

2、蛋白/納米二氧化鈦共混水溶液為紡絲液，使用靜電紡絲技術(shù)成功制備了不同納米 TiO2含量（0，0.25 wt％，0.5 wt%，1 wt%和1.5 wt%）的RSF纖維氈，并對(duì)其進(jìn)行了機(jī)械拉伸后處理。采用掃描電子顯微鏡（SEM）、差示掃描量熱儀（DSC）、傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）、X射線衍射、散射和電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)等手段對(duì) RSF纖維氈的形貌、結(jié)構(gòu)及性能進(jìn)行了表征。
　　結(jié)果表明，納米 TiO2的加入能夠顯著提高 RSF纖

3、維氈的力學(xué)性能，且對(duì)纖維氈的形貌、結(jié)構(gòu)也會(huì)產(chǎn)生影響。其中，添加了0.25 wt%TiO2的纖維氈的斷裂強(qiáng)度和斷裂能分別達(dá)6.2 MPa和135 J/kg。機(jī)械拉伸后處理可精確控制拉伸速率和拉伸倍數(shù)，該后處理過(guò)程可有效提高纖維氈的力學(xué)性能。掃描電鏡表明，當(dāng)納米TiO2含量增至1.5 wt%時(shí)，納米TiO2顆粒容易發(fā)生部分團(tuán)聚。FT-IR測(cè)試結(jié)果表明，隨著添加量的增加，RSF纖維氈的β-折疊含量逐漸減小，無(wú)規(guī)卷曲/α-螺旋含量逐漸增加。同步

4、輻射微聚焦 X射線衍射（SR-WAXD）結(jié)果表明，RSF/TiO2纖維氈的結(jié)晶度、晶粒尺寸及取向度均小于純RSF纖維氈，隨著添加量的增加，纖維的結(jié)晶度隨之降低。
　　采用細(xì)胞活性測(cè)試（ MTT）和激光掃描共聚焦顯微鏡（ LCSM）表征RSF/TiO2靜電紡纖維支架的生物相容性。結(jié)果表明，豬髖內(nèi)皮細(xì)胞（PIEC） 在純 RSF纖維氈和 RSF/TiO2復(fù)合纖維氈上的粘附和增殖情況良好，且沒(méi)有顯著性差異。因此，RSF/TiO