丝素蛋白/羟基磷灰石复合材料的制备及性能表征

为了改善羟基磷灰石(HAP)的脆性和新骨诱导性,采用共沉淀法合成HAP,盐溶法制备丝素蛋白(SF),在胶体状态下将HAP和SF复合得到了SF/HAP复合材料。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD),傅立叶红外光谱(FIR)对复合材料结构和化学组成进行了分析,在模拟体液中检验了复合材料的生物活性,并对其抗压强度进行了测定。结果表明:HAP与SF在纳米尺度进行了复合,复合材料中SF主要以β-折叠构象存在,酰胺Ⅴ红外特征峰消失,β-折叠构象的其他峰发生了移动,表明HAP与SF间存在化学结合;模拟体液中浸泡18天后,复合材料表面形成了片层状的HAP;与纯的HAP晶体比较,复合材料结构稳定,具有较好生物活性和骨诱导性,其抗压强度可达63 MPa,可望成为理想的骨组织替换和工程支架材料。

纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合支架材料的降解特性及生物相容性研究

应用共混法制备了纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合支架材料,通过体外降解和细胞培养实验研究了复合支架材料的降解特性和生物相容性.体外降解实验结果显示,复合支架材料具有稳定的降解能力;在降解过程中,羟基磷灰石由于与降解液发生钙、磷等离子的交换,使其结晶得到了进一步生长和完善.利用细胞计数法、四甲基偶氮唑盐(MTT)比色法和碱性磷酸酶(ALP)活性测定等分析了复合支架材料的生物相容性,结果表明,MG63细胞在复合支架材料上具有良好的粘附、增殖能力,并可引起早期的骨分化.因此,纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合支架作为骨组织工程的支架材料具有良好的应用前景。

静电纺丝天然-人工合成聚合物复合纳米纤维及其对细胞黏附、增殖和迁移的影响

生物材料组成成分对细胞生物功能有不同的影响。利用静电纺丝技术制备了基于聚己内酯(PCL,polycaprolactone)的不同天然蛋白、多糖(丝素蛋白(SF,silk fibroin)、透明质酸(HA,hyaluronicacid))的混合组分纳米纤维,采用了扫描电镜和接触角对纳米纤维进行基础表征。同时,进一步考察了纳米纤维作为组织工程支架的可行性。研究结果表明SF组分能增加材料的可纺性,有利于细胞的前期黏附,并能够促进细胞增殖。HA组分可以改善材料的亲水性,增加细胞伪足并促进细胞迁移。重要的是,PCL/SF/HA纳米纤维能同时结合SF和HA的优点,有望在组织工程领域得到应用。

再生丝素与无机纳米粒子复合膜的结构与性能

用溶胶-凝胶法制备了纳米二氧化钛再生丝素复合膜,并用扫描电镜(SEM)、X射线(XRD)、热重分析(TGA、DTG)对复合丝素膜的结构与性能进行了表征。结果表明:加入纳米二氧化钛颗粒后再生丝素膜的热转变温度提高;再生丝素的结晶构象由S ilk I向S ilk II转变,结晶度增加。

丝素蛋白及其复合材料的研究进展

丝素蛋白是天然高分子材料,具有很好的生物相容性、生物降解性等优良的性能,在医药、食品和美容等领域具有很好的发展前景。本文阐述了丝素蛋白及其分别与天然生物蛋白、无机物、合成聚合物、碳纳米管和氧化石墨烯进行复合的制备技术、材料结构、性能以及研究发展趋势,介绍了丝素蛋白及其复合材料的不同制备机制,分析了制备方法与结构和材料性能之间的关系及不同材料间的相互作用机理,总结了其在组织工程、药物释放和抗凝血性等方面的应用,并提出丝素蛋白复合材料实现规模化生产、发展智能材料以及从基因层面对丝素蛋白进行重组改性方面的未来发展趋势。

聚丁二酸丁二醇酯调控丝素蛋白超细纤维膜形貌及其力学性能

为了改善静电纺再生丝素蛋白(SF)纤维膜的力学性能,通过静电纺丝技术制备丝素蛋白(SF)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)复合超细纤维膜。通过对用甲醇处理后的具有不同共混比例的超细纤维膜进行FE-SEM、FTIR、XRD和DSC观察测试,分析比较了不同共混比例的复合超细纤维膜的形貌、结构,并进行力学性能测试。结果表明:随着聚丁二酸丁二醇酯共混质量比的增加,复合超细纤维的平均直径从289 nm增大到425 nm;复合超细纤维的结晶性能随之提高;复合超细纤维膜的拉伸破坏应力先减小后增大,拉伸破坏应变逐渐增加;当共混质量比为50/50时,复合超细纤维膜表现出良好的力学性能,拉伸破坏应力接近于16 MPa,破坏应变达到50%。聚丁二酸丁二醇酯可有效调控丝素蛋白超细纤维膜的形貌、结构和力学性能。

“一步法”制备纳米相丝素蛋白/羟基磷灰石生物复合材料

系统分析了羟基磷灰石(HA)的制备方法和丝素蛋白纤维(SF)的溶解方法,提出一种制备纳米丝素蛋白/羟基磷灰石生物复合材料(SF/HA)的新型反应复合方法——"一步法"。并对由"一步法"制得的SF/HA分别进行了钙磷比测定、红外光谱测试、透射电镜观察和X射线衍射测试。结果表明:SF/HA中的钙磷比是1.6692,与标准HA中的钙磷比1.67一致;SF/HA中同时含有SF和HA中各自的官能团;SF/HA的晶粒横向尺度小于100 nm,SF/HA呈针状或柱状晶粒,SF和HA能够形成复合;SF/HA的晶型属于六方晶系,当SF在SF/HA中所占质量分数为10%时,晶胞参数a=b=9.0319,c=7.0148,沿c轴方向平均晶粒尺寸是230.7645。"一步法"制备SF/HA具有合理性和可行性。

丝素蛋白/羟基磷灰石复合物对磷酸钙骨水泥性能的影响

目的:磷酸钙骨水泥(Calcium phosphate cement,CPC)以其诸多优点正得到了越来越多的应用,但其较差的力学性能表现也限制了它的使用范围。本研究目的在于改善磷酸钙骨水泥的力学性能,同时评估改性后的磷酸钙骨水泥的其他性能。方法:通过丝素蛋白(Silk fibroin,SF)的矿化自组装方法制备丝素蛋白/羟基磷灰石复合物(silk fibroin/hydroxyapitite composite,SF/HA),按照1%、2%、3%、4%的质量分数加入磷酸钙骨水泥中,与磷酸钙骨水泥组对比。比较内容包括力学强度、抗溃散性能及细胞毒性。结果:以丝素蛋白溶液为液相组的磷酸钙骨水泥强度大约为35 MPa。随后随着添加丝素蛋白/羟基磷灰石复合物的质量分数从1%增至3%,磷酸钙骨水泥的强度逐渐增加(P<0.05),最高约至45 MPa。而当丝素蛋白/羟基磷灰石的质量分数达到4%时,磷酸钙骨水泥的强度较质量分数3%组小幅度下降至43 MPa(P<0.05)。以丝素蛋白溶液作为液相时,磷酸钙骨水泥的抗溃散能力也得到了加强。在MTT法测定细胞活力的对照实验中,无论是加入丝素蛋白溶液或丝素蛋白/羟基磷灰石复合物,都未观察到细胞毒性。结论:在磷酸钙骨水泥中加入3%质量分数的丝素蛋白/羟基磷灰石复合物,能显著提高磷酸钙骨水泥的抗压强度。而丝素蛋白溶液作为液相可改善磷酸钙骨水泥的抗溃散能力。同时,丝素蛋白和丝素蛋白/羟基磷灰石复合物都不表现出细胞毒性。更理想的力学强度和更强的抗溃散能力,大大扩展了磷酸钙骨水泥的应用范围。