絲素蛋白-磷酸鈣類復(fù)合材料在椎體強(qiáng)化以及骨軟骨修復(fù)中的應(yīng)用研究.pdf

1、近年來骨科疾病的日漸增多以及醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展讓組織工程提升到更高的地位，而生物材料正是組織工程中重要的要素之一。絲素蛋白作為一種天然的高分子蛋白質(zhì)以其良好的生物相容性，可塑造性以及良好力學(xué)性能在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著廣泛地應(yīng)用。磷酸鈣與生物體內(nèi)骨成分相似而具有良好生物活性在骨科中也應(yīng)用廣泛。本文旨在研究絲素蛋白對磷酸鈣骨水泥力學(xué)強(qiáng)度的增強(qiáng)以及以這兩種材料為基礎(chǔ)構(gòu)建一體化支架實(shí)現(xiàn)骨軟骨修復(fù)。
　　對絲素蛋白的水溶液使用Ca(OH)2處理改性

2、，通過DLS與zeta電位表征改性的絲素蛋白溶液中粒子粒徑變大并帶有負(fù)電荷，F(xiàn)TIR結(jié)果表明改性絲素蛋白溶液中絲素蛋白更多以無規(guī)卷曲形態(tài)存在。改性絲素蛋白溶液做固化液加入到磷酸鈣骨水泥中改善了抗?jié)⑸⑿圆⒕哂辛己米⑸湫?，力學(xué)強(qiáng)度也得到顯著提升,達(dá)到56 mPa。通過對改性絲素蛋白-磷酸鈣骨水泥的結(jié)構(gòu)與成分的表征發(fā)現(xiàn)改性絲素蛋白的加入能夠使骨水泥形成致密結(jié)構(gòu)并且提高產(chǎn)物中HA含量。并以此提出增強(qiáng)機(jī)理，即改性絲素蛋白溶液中的帶負(fù)電荷伸展的絲素

3、鏈段更多地與磷酸鈣結(jié)合形成更多HA成核位點(diǎn)，增強(qiáng)絲素與磷酸鈣兩相結(jié)合。同時堿性環(huán)境下磷酸鈣較快生成更細(xì)的HA能更多地與絲素鏈段結(jié)合最終能形成致密結(jié)構(gòu)同時還能提高磷酸鈣向HA的轉(zhuǎn)化率從而提高了骨水泥的力學(xué)強(qiáng)度。通過對改性絲素蛋白-磷酸鈣骨水泥和其浸提液的細(xì)胞培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)它具有良好生物相容性，而對改性絲素蛋白-磷酸鈣骨水泥的椎體生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)它具有椎體增強(qiáng)的效果。
　　以絲素和磷酸鈣體系為基礎(chǔ)設(shè)計與骨軟骨組織相仿的絲素蛋白/羥基磷灰石一

4、體化三層支架，最終制備的絲素蛋白/羥基磷灰石一體化三層支架是由羥基磷灰石層組成的仿骨相，孔徑在300-500μm具有且良好連通性、濃絲素層組成仿生骨軟骨梯度漸變結(jié)構(gòu)的中間隔離相，結(jié)構(gòu)致密且呈一定取向排列，由絲素蛋白層組成的仿軟骨相，孔徑在100μm左右。對支架的拉伸實(shí)驗(yàn)證明絲素蛋白/羥基磷灰石一體化三層支架提升了骨層和軟骨層的界面結(jié)合力，具有較好的拉伸強(qiáng)度能夠有效防止骨相與軟骨相的剝離。最后通過支架的BMSCs貼附實(shí)驗(yàn)以及兔股骨髁處缺損