再生絲素蛋白-殼聚糖三維多孔復(fù)合材料的制備.pdf

1、絲素蛋白(silk fibroin，SF)和殼聚糖(chitosan, CS)這兩種天然大分子材料，在一定的條件下均具有良好的力學(xué)性能和生物相容性，它們作為新興的組織工程學(xué)材料越來(lái)越受到關(guān)注。組織工程學(xué)的核心是找到合適的支架材料便于細(xì)胞的黏附、增殖和分化，以及最終完成組織的修復(fù)。盡管科學(xué)家們研究了不少基于絲素蛋白或者殼聚糖的支架材料，但純的殼聚糖支架降解速度快且缺乏足夠彈性，濕強(qiáng)度也較差，而純絲素蛋白支架孔隙粗大、結(jié)構(gòu)蓬松且濕態(tài)下易碎。

2、這些缺陷都束縛了它們?cè)诮M織工程材料方面的進(jìn)一步應(yīng)用，在實(shí)際使用過(guò)程中一般需要對(duì)兩者進(jìn)行相應(yīng)的改性和修飾。理論上，由于其在眾多性能上具有一定的互補(bǔ)性，對(duì)絲素蛋白和殼聚糖兩者實(shí)施共混應(yīng)該是一條可行的措施，但實(shí)踐上卻存在一定的困難，這是因?yàn)闅ぞ厶峭ǔＪ潜蝗芙庠谙〈姿崛芤寒?dāng)中，而絲素蛋白卻對(duì)外界刺激較為敏感，高分子量的再生絲素蛋白分子(RSF)很容易在酸性和攪拌環(huán)境下發(fā)生構(gòu)象轉(zhuǎn)變，進(jìn)而產(chǎn)生凝膠或者發(fā)生相分離，因此很難與殼聚糖一起形成較為均勻的共

3、混（復(fù)合）材料。本課題希望探索一種簡(jiǎn)便的制備絲素蛋白/殼聚糖三維多孔復(fù)合材料的方法，即通過(guò)室溫下在酸性水溶液中混合兩種材料，將混合液澆注到適當(dāng)?shù)哪＞咧欣鋬觯⒗玫蜏叵乱掖颊T導(dǎo)絲素蛋白分子鏈構(gòu)象轉(zhuǎn)變的特征以固定材料的形貌，以使基體材料成為水不溶性的多孔支架。同時(shí)，通過(guò)對(duì)于兩種原料成分比例和制備條件的調(diào)節(jié)來(lái)控制三維多孔材料孔徑的大小，進(jìn)而得到具有明確內(nèi)外部結(jié)構(gòu)和形貌的的多孔支架材料，并比較這些因素對(duì)于再生絲素蛋白/殼聚糖共混材料的孔徑大小

4、、吸水性能和力學(xué)性能的等方面的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，我們所制備的共混（復(fù)合）材料具有比較均一的多孔結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)于原液中再生絲素蛋白濃度的調(diào)節(jié)，我們成功地實(shí)現(xiàn)了對(duì)再生絲素蛋白/殼聚糖共混支架孔徑的調(diào)節(jié)。當(dāng)所用再生絲素蛋白溶液的濃度由16 wt％降低到4wt％的時(shí)候，共混（復(fù)合）材料內(nèi)部孔徑的大小從60±20 μm左右(16 wt％ RSF/1wt％ CS)增加到100±16 μm（4wt％ RSF/1 wt％ CS）左右。通過(guò)優(yōu)化控制冷凍條

5、件，也可以將共混支架材料的孔徑（4 wt％ RSF/1 wt％ CS）從100±16 μm左右進(jìn)一步增加到176±29 μm左右。實(shí)驗(yàn)證明，我們制備的RSF/CS共混支架材料的吸水速率和吸水倍率都明顯優(yōu)于純RSF多孔支架，這將更加利于細(xì)胞在支架上的粘附和增殖。同時(shí)，再生絲素蛋白/殼聚糖共混支架具有較好的壓縮性能，增加共混（復(fù)合）材料中殼聚糖原液的比例會(huì)增加共混材料的彈性模量，有利于共混（復(fù)合）材料在組織工程學(xué)中的應(yīng)用。最后，我們對(duì)共混（