絲素-碳納米管及絲素-EDC復合膜的制備及性能研究.pdf

1、絲素蛋白(Silk fibroin，SF)是從蠶絲中提取的一種天然高分子材料，具有一定的機械性能、優(yōu)良的生物相容性和生物降解性，近年來作為生物材料的研究越來越多。然而直接得到的絲素蛋白材料，因為其無規(guī)則卷曲結構的主導作用使其易碎、極易溶于水，極大地限制了絲素膜的應用。多壁碳納米管是一種具有特殊結構的一維量子材料，主要由呈六邊形排列的碳原子組成的數(shù)層至數(shù)十層的同軸圓管構成，因其具有特殊力學、電磁性、熱學、光學及化學性能，近年在制造復合材料

2、等方面應用廣泛。碳化二亞胺(EDC)是一種常用交聯(lián)劑，可促進蛋白酰胺鍵的形成，因其無毒且生物相容性好，常用作生物材料交聯(lián)劑。
　　本研究以絲素蛋白為材料，通過與多壁碳納米管及碳化二亞胺(EDC)共混，研制絲素蛋白復合膜材料，檢測復合膜性能，明確改性效果，為進一步研發(fā)絲素蛋白生物材料提供依據(jù)。
　　多壁碳納米管被均勻穩(wěn)定分散在絲素溶液中，并通過常規(guī)風干制膜的方法制備出絲素/碳納米管混合膜。通過紅外、黏度測定儀、力學測定儀測定混

3、合材料在結構、黏度、力學性能等的變化。用復合膜培養(yǎng)上皮纖維細胞，測定復合材料的細胞相容性。研究結果顯示，相比純絲素膜，添加了0.5％(w/w)碳納米管的絲素膜的彈性模量和最大應力分別提高到24％和39％。此外，隨著碳納米管含量的增加，絲素蛋白的β-折疊含量從17.8％提高到53.6％。當碳納米管含量添加到1％(w/w)時，混合溶液的黏度提高了10倍。細胞培養(yǎng)試驗證實，絲素/碳納米管混合膜無毒，具有良好的生物相容性。本研究表明，絲素/碳納

4、米管混合膜不僅提高絲素膜的力學性能，同時具有良好的生物相容性，具有作為生物材料的潛力。
　　絲素溶液和EDC均勻混合，配制成不同EDC含量的SF/EDC復合溶液，并通過延流法制備成復合膜。通過紅外、分光光度計、萬能力學測定儀等測定復合膜溶失率、力學性能、二級結構等的變化。在SF/EDC復合膜上進行細胞培養(yǎng)，評價復合材料的細胞相容性。研究結果顯示，隨著EDC含量的提高，復合膜逐漸變得柔韌且不易溶于水。當EDC含量添加到5％(w/w)