角蛋白-PEO-羥基磷灰石生物支架的制備及性能研究.pdf

1、由于天然材料具有良好的生物相容性，近年來(lái)已經(jīng)成為組織工程的研究熱點(diǎn)。本課題是從人發(fā)纖維提取角蛋白通過(guò)靜電紡絲的方法來(lái)制備納米纖維支架。由于直接運(yùn)用靜電紡的方法制備的角蛋白納米纖維支架其耐水性和機(jī)械性能都比較差，所以本文選用不同的交聯(lián)方法交聯(lián)和與羥基磷灰石納米粒子復(fù)合的方法增強(qiáng)支架的耐水性和機(jī)械性能。
　　本文選用EGDE交聯(lián)劑進(jìn)行初次交聯(lián)，分別采用氧氣交聯(lián)、熱空氣交聯(lián)和京尼平交聯(lián)的方法進(jìn)行二次交聯(lián)來(lái)改善支架的耐水性。并采用SEM、

2、接觸角測(cè)試、FTIR、XRD、TG、DSC拉伸測(cè)試，細(xì)胞毒性測(cè)試等方法對(duì)支架進(jìn)行表征。結(jié)果表明，這三種方法都能改善支架的耐水性，都可以獲得一種親水但不溶于水的生物支架，為細(xì)胞的黏附提供條件;幾種交聯(lián)方式都沒(méi)有使角蛋白大分子結(jié)構(gòu)沒(méi)有發(fā)生太大的改變，但是從XRD測(cè)試結(jié)果可以看出大分子的排列發(fā)生了改變，交聯(lián)反應(yīng)主要發(fā)生在角蛋白的無(wú)定型區(qū);TG，DSC測(cè)試結(jié)果表明交聯(lián)使支架的熱學(xué)性能提高;從機(jī)械性能測(cè)試可以看出，交聯(lián)可以明顯的改善支架的力學(xué)性能

3、，使力學(xué)性能提高3～7倍;從細(xì)胞毒性分析結(jié)果可以看出，這三種二次交聯(lián)方式交聯(lián)過(guò)的支架都沒(méi)有細(xì)胞毒性。
　　采用加入羥基磷灰石納米粒子的方法進(jìn)一步提高支架的力學(xué)性能和生物相容性。但是羥基磷灰石納米粒子容易發(fā)生團(tuán)聚，通過(guò)六偏磷酸鈉對(duì)其進(jìn)行改性處理，從而改善了它的團(tuán)聚的問(wèn)題。從激光粒度儀和TEM的結(jié)果可以看出羥基磷灰石在水中的分散效果比較好;從FTIR的結(jié)果可以看出六偏磷酸根離子包覆到了納米羥基磷灰石的表面，并且沒(méi)有破壞羥基磷灰石基本的

4、化學(xué)結(jié)構(gòu)。
　　向支架中加入納米羥基磷灰石納米粒子通過(guò)靜電紡制備出角蛋白/PEO/羥基磷灰石復(fù)合納米纖維生物支架。并采用SEM、接觸角測(cè)試、FTIR、XRD、TG、DSC拉伸測(cè)試，細(xì)胞毒性測(cè)試，細(xì)胞粘附增殖測(cè)試，激光共聚焦等方法對(duì)支架進(jìn)行表征。隨著羥基磷灰石質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高，支架的納米纖維直徑降低;角蛋白分子酰胺Ⅲ帶中的酰胺鍵與羥基磷灰石中的鈣離子發(fā)生了螯合作用，α—角蛋白分子結(jié)構(gòu)會(huì)通過(guò)靜電作用與鈣離子緊密連接，甚至固定在角蛋白支架

5、中，這些結(jié)構(gòu)之間的作用會(huì)使支架的機(jī)械強(qiáng)力增加，但是隨著羥基磷灰石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，羥基磷灰石也會(huì)發(fā)生團(tuán)聚，反而會(huì)使力學(xué)性能下降;羥基磷灰石的加入也提高了支架的結(jié)晶度和熱學(xué)性;細(xì)胞毒性分析表明，角蛋白/PEO/羥基磷灰石納米纖維生物支架沒(méi)有細(xì)胞毒性;細(xì)胞粘附增殖測(cè)試、SEM、激光共聚焦測(cè)試結(jié)果表明，與不加羥基磷灰石的角蛋白/PEO納米纖維支架相比，L929小鼠細(xì)胞在含納米羥基磷灰石的納米纖維支架上粘附、增殖效果更為明顯，和周?chē)睦w維融合的