多級(jí)有序礦化膠原纖維的仿生構(gòu)建.pdf

1、自然骨組織是由多級(jí)有序礦化膠原纖維組成?，F(xiàn)有研究認(rèn)為膠原礦化過程主要是通過“有機(jī)基質(zhì)調(diào)制礦化”進(jìn)行的,但關(guān)于膠原礦化過程如何形成多級(jí)有序的結(jié)構(gòu)一直沒有統(tǒng)一的機(jī)理,也難以在體外模擬。研究礦化膠原纖維的仿生構(gòu)建過程可為深入探究生物礦化原理,為骨修復(fù)材料和骨再生材料的發(fā)展奠定理論基礎(chǔ)。
　　本文采用自提的鼠尾 I型膠原構(gòu)建多級(jí)有序的有機(jī)模板,自提的EMPs(Enamel Matrix Proteins,釉基質(zhì)蛋白)、PAA(Poly A

2、crylic Acid,聚丙烯酸)、TPP(Tripolyphosphate,三聚磷酸鹽)、β-GP(Beta-glycerophosphate,β-甘油磷酸鹽)和DMP1(Dentin Matrix Protein1,I型牙本質(zhì)基質(zhì)蛋白)作為誘導(dǎo)因子,SBF(Simulated Body Fluid,模擬體液)溶液和PBS(Phosphate Buffer Solution,磷酸緩沖溶液)-CaCl2溶液為仿生溶液在37.5℃環(huán)境下進(jìn)

3、行模擬生物礦化,以期構(gòu)建多級(jí)有序的類骨礦化膠原纖維結(jié)構(gòu),并探討其形成機(jī)理。采用POM、AFM、FSEM觀察膠原纖維薄膜和礦化膠原纖維的形貌,XRD表征礦化物的晶相。
　　在 PAA誘導(dǎo)下,在自組裝有序膠原纖維上可構(gòu)建從納米到微米的多級(jí)有序的礦化膠原纖維結(jié)構(gòu)和類骨周期性間隙礦化膠原纖維結(jié)構(gòu);微米尺度礦化膠原纖維仍高度有序,尺寸均勻,在一定程度上證實(shí)了骨形成的的“PILP(Polymer Inducing Liquid Process

4、)”機(jī)理。
　　TPP和β-GP在溶液中具有很強(qiáng)的誘導(dǎo)成核能力,反而抑制了其在膠原纖維上的礦化;以TPP和β-GP為誘導(dǎo)因子的仿生構(gòu)建,可獲得納米有序的礦化膠原復(fù)合結(jié)構(gòu)。EMPs和DMP1作為生物大分子不僅在仿生液中有顯著的誘導(dǎo)成核能力,且EMPs形成的微晶易于膠原纖維作用,形成更高層次的有序結(jié)構(gòu),表現(xiàn)出生物大分子與膠原之間可能存在的相互作用。
　　本論文的創(chuàng)新之處就在于采用有序化的膠原模板,體外仿生礦化形成了多級(jí)有序的礦化