不同矿化方式下丝素蛋白电纺纤维的仿生矿化

以丝素蛋白静电纺纳米纤维为模板,采用一种新颖的矿化方式——动态交替浸渍法和通常的静态交替浸渍法,对其进行仿生矿化,研究丝素蛋白静电纺纤维膜在不同方式下的矿化特性。通过扫描电镜、X射线衍射及热重分析等手段对矿化纤维的形貌、结构及沉积量进行表征。结果表明:静态交替浸渍法下形成的磷灰石主要沉积在丝素蛋白纤维表面,生长缓慢;相比之下动态交替浸渍矿化法下形成的磷灰石在纤维表面及纤维膜间隙均有沉积,其成核和生长较快,在相同矿化周期下,可形成由纳米微粒聚结而成的较大颗粒。动态交替矿化纤维中磷灰石沉积量相对较高,两种矿化方式下生成的磷灰石均为缺钙型羟基磷灰石。     

仿生矿化法制备HA/SF/Ti复合材料的研究进展

钛(Ti)和丝素蛋白(SF)具有良好的生物相容性与较好的机械强度,在医学临床及生命科学领域得到了广泛的应用。介绍了羟基磷灰石(HA)、钛和丝素蛋白的特点及其在骨替代材料中的应用,总结了仿生矿化法制备HA的方法,包括:仿生浸泡法、机械化学法、共沉淀法与分子自组装法。分析了HA/Ti复合材料的仿生矿化过程,主要包含钛基体的官能团化和晶体的成核与生长。综述了以膜、溶液、粉末及纤维等不同形式的SF仿生制备HA/SF复合材料的研究现状,并对HA/SF/Ti复合材料仿生矿化的发展方向进行了探讨。     

羟基磷灰石/丝素蛋白纳米复合颗粒的制备

用氢氧化钙与磷酸湿法合成羟基磷灰石，加入丝素蛋白以诱导羟基磷灰石晶体的定向生长，以仿生的方法得到复合颗粒。通过扫描电子显微镜（SEM）、电子探针分析（EDS）、X-射线衍射（XRD）、红外吸收光谱（FT-IR）、粒径分析仪等检测手段，探讨了制备工艺条件对羟基磷灰石丝素复合粉体制备的影响及其合成机理。结果表明，制备的复合颗粒为纳米级粉体，长度在100-400nm，宽度在30-80nm之间。丝素蛋白可以诱导羟基磷灰石形成针状晶体，晶体的长轴方向沿着C轴方向，这是因为丝素蛋白与羟基磷灰石之间的相互作用造成的。并且随着丝素蛋白加入量的增加，长径比增加，随着温度的增加，结晶度增加，其组成和结构与入骨组织中纳米微晶非常相似。由于羟基磷灰石丝素蛋白复合纳米粒子与入骨中磷灰石微晶的相似性以及基体材料的可降解性，这些材料被赋了；优异的骨诱导性能和可降解性能，在骨修复或骨固定材料方面有着潜在的用途，可以为适合于临床应用的HA产品提供优质的粉体原料。     

丝素膜表面磷酸化研究

从蚕丝中提取丝素蛋白制备成聚乙二醇缩水甘油醚(P E G O)的交联丝素膜,用磷酸处理,在丝素膜材料表面引入了磷酸基团;用电子能谱分析该材料的表面性质,表明85%磷酸处理丝素膜2min,可以使PEGO丝素膜表面带上较多的磷酸基团,这大大提高了丝素膜的抗凝血性,防止了细胞在丝素膜上的黏附。X-衍射表明丝素膜用磷酸处理后,增加了丝素膜的结晶度。经磷酸处理后,丝素膜的断裂伸长率与断裂强度有所下降,但是PEGO丝素膜仍保留了较好的湿态机械性能。     

丝素蛋白膜在生命科学中应用的研究进程

天然蛋白蚕丝是我国传统的饲育产品，也是蛋白纤维中的主要品种。丝素蛋白占蚕丝重量的７０％～８０％，它是人们利用的实质材料。丝素蛋白由１８种氨基酸所组成，研究表明它具有良好的生物亲和性，无毒，无污染，可生物降解。因此，众多学者致力于开拓丝素蛋白高新技术应...     

丝素蛋白/壳聚糖共混膜的制备及研究

丝素蛋白（Silk fibroin）具有良好的生物相容性及一定力学性能,现常被用在生物材料领域。壳聚糖（Chitosan）也是一种具有良好的生物性能和优异的力学性能的材料。通过研究丝素蛋白与壳聚糖成膜比例以及不同浓度壳聚糖膜的性能发现,壳聚糖浓度2%时性能较优,共混膜丝素蛋白与壳聚糖混合比例为1∶1时,断裂强度52.133MPa±4.765MPa、断裂伸长率8.640%±0.451%。丝素蛋白膜的力学性能得到有效改善,其在生物材料领域的应用得以拓宽。     

纤维素/丝素蛋白共混膜的制备及性能研究

选用氢氧化钠-尿素-硫脲体系溶解纤维素,添加丝素蛋白,制得纤维素/丝素蛋白共混膜,研究共混膜的相容性、力学性能及吸湿保湿、透湿性能等.结果表明:m(纤维素)∶m(丝素蛋白)=4∶1时,丝素蛋白与纤维素有良好的相容性,力学性能、吸湿保湿性能、透湿性能等相对较高,纤维素/丝素蛋白共混膜的综合性能优于纯纤维素膜.     

乙二醇/丝素蛋白共混膜的研究

将丝素蛋白水溶液和乙二醇混合,制备透明丝素蛋白共混膜。用X射线衍射、红外光谱法对共混膜的结构进行分析,并测定其溶失率、力学性能及透光率,考察了其酶降解性能。在透明膜上培养L929细胞并对其黏附率和增殖进行测定,考察其生物相容性。研究表明:乙二醇能诱导丝素蛋白由无规结构向Silk I结晶结构转变,并且共混膜的溶失率得到了极大的改善,透光性良好。当乙二醇质量分数为30%时,共混膜柔韧性最好。试验表明,透明丝素蛋白膜具有较好的生物降解性,能够很好地支持角膜成纤维细胞在其上的黏附与增殖,细胞相容性良好。     

多孔丝素膜的制备及其形态结构

采用冷冻干燥法可以制得下表面为致密结构,上表面为孔隙率较小的多孔结构,而内部是孔隙率较大的多孔结构的丝素膜。丝素溶液浓度越大,冷冻温度越低,则经真空干燥后所制得的多孔丝素膜的横截面的孔径和孔隙率越小,孔密度越大。     

丝素调控磷酸钙晶体的生长过程研究

模拟生物矿化过程以制备骨组织修复材料是目前研究骨组织工程的一种重要途径。文章使用可溶性丝素蛋白作为有机基质,来探究仿生骨组织修复材料制备中的羟基磷灰石的形成过程。在羟基磷灰石的微观形貌表征方面,文章首先进行了扫描电镜观察;其次通过红外光谱法、热重分析法等简单快捷的表征技术,来分析羟基磷灰石的生长过程。结果表明：丝素蛋白对磷酸钙晶体的矿化过程具有显著影响。丝素蛋白通过形核作用控制磷酸钙矿化过程,加速生物矿化过程中透磷酸钙(Dicalcium phosphate dehydrate, DCPD)向羟基磷灰石(Hydroxyapatite, HA)的晶相转变。     

Preparation and characterization of multilayered hydroxyapatite/silk fibroin film

We prepared multilayered films consisting of silk fibroin (SF) and hydroxyapatite (HAp) by alternating lamination using untreated SF and HAp-deposited SF films. Untreated SF films were prepared from a regenerated SF solution by air drying. HAp-deposited SF films were prepared by soaking methanol-treated SF films containing >5 wt% CaCl2 in a simulated body fluid with the ion concentration 1.5-fold higher than that of the standard one. The multilayered HAp/SF films had HAp layers with approximate thicknesses of 3-5 microm and SF layers with thicknesses of 40-70 microm. The bonding strength between the SF and HAp layers was significantly affected by temperature and compression time under the lamination method. The optimal conditions for achieving the maximum T-peel strength and beta-sheet contents were determined to be 130 degrees C for 4 min. The Young's modulus of the multilayered films (133.4 MPa) was higher than that of the films consisting of SF alone (92.5 MPa) under swollen conditions. The biocompatibility of the HAp-deposited SF films was analyzed by culturing of osteoblasts (MC3T3-E1) on a film. The results indicate that HAp-deposited SF films and SF films show similar degrees of cell adhesion and alkaline phosphatase activities.     

静电纺丝素纳米纤维非织造膜形态结构研究

静电纺丝可获得丝素纳米级纤维,并以非织造布状排列,广泛用于细胞支架、伤口包覆及药物控释等。用甲酸溶解丝素室温干燥膜,研究了静电纺丝素纳米纤维非织造膜的形态结构,分析其影响因素。结果表明:非织造膜孔隙率为32.3%,孔径80~600 nm;纤维直径与纺丝液质量分数表现出高度显著线性关系,纤维直径随纺丝液质量分数的升高而增大;纤维直径开始随电压的增大而变小,之后变大;电场强度相同,高电压/长距离电场形成的纤维直径小。     

丝素蛋白的制备与脱盐研究

以蚕丝为原料,脱胶后,用Na2CO3溶液精炼两次,然后选用适宜浓度的CaCl2溶解丝素,并将所得溶液采用透析袋活水脱盐,经冷冻干燥后进行结果分析。实验所确定丝素蛋白制备的最佳工艺条件为脱胶精炼最佳浴比1∶50、最佳脱胶时间为30min、CaCl2溶解丝素时最适浓度为40%、浴比1∶10。     

丝素蛋白/聚乙烯醇复合膜的制备及其表征

为探讨离子液体共溶法对所制备丝素蛋白复合膜的结构与性能的影响,用离子液体1?烯丙基?3?甲基咪唑氯盐（［Amim］Cl）分别溶解脱胶蚕丝和聚乙烯醇粉末,然后将2 个溶解体系按不同质量比共混后倒入成膜器,经甲醇浸泡去除［Amim］Cl 后自然风干成膜。借助紫外分光光度计、X 射线衍射仪、扫描电子显微镜、光学接触角仪、紫外灯耐气候试验箱对复合膜的性能进行测试与表征。结果表明：［Amim］Cl 共溶法成膜可提高丝素蛋白与聚乙烯醇组分的相容性,成膜过程中丝素蛋白组分向膜的表面迁移,并主要以Silk II构象存在;随着复合体系中丝素蛋白配比的增加,复合膜表面粗糙度增加,膜的亲水性能提升,同时还加速了复合膜的光老化进程。     

脱胶对蚕丝纤维的溶解及丝素蛋白性能的影响

为探究脱胶对蚕丝溶解及丝素蛋白的影响,分别将碳酸钠和尿素脱胶的蚕丝溶解在氯化钙/乙醇/ 水体系中,借助颜色光谱、红外光谱、X 射线衍射、十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳、扫描电子显微镜等方法对蚕丝脱胶率、脱胶蚕丝结构、溶解进程以及丝素蛋白的流变、成膜及成球性能进行测试。结果表明：相对于尿素脱胶,碳酸钠脱胶可溶解部分丝素蛋白,脱胶率较高,脱胶蚕丝白度低;碳酸钠脱胶对蚕丝结晶度影响大,且对丝素蛋白重链分子单元破坏严重,有助于溶解体系中钙离子对丝素蛋白的渗透,使脱胶蚕丝较易溶解,但丝素蛋白分子量低,蛋白液黏度较小;碳酸钠脱胶降低了丝素蛋白膜的力学性能和透光率,制备的丝素蛋白空白微球粒径较小,分布较为集中。     

丝素共混膜的研究进展

介绍丝素与聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、壳聚糖、海藻酸钠和纤维素等聚合物的共混膜,比较分析丝素共混膜的结构、力学性能;综述了丝素共混膜作为细胞培养底物、可控药物释放载体、人工皮肤、人工肌腱、酶固定材料等在生物医学领域的应用研究进展;阐述丝素与聚合物共混制膜在生物医学和药学材料上应用的潜在价值。     

丝素基双层敷料的制备及其性能

针对丝素蛋白(SF)吸水性差、力学性能不足等问题,以丝素蛋白为基材,亲水性葡萄糖(Glu)和塑化剂甘油(Gly)为辅料,通过冷冻干燥法制备得到SF/Glu海绵,然后通过蒸发溶剂法制备聚氨酯(PU)薄膜。通过医用热熔胶黏合SF/Glu海绵与PU薄膜获得丝素基双层敷料,并对双层敷料的结构和性能进行分析。结果表明:在Gly质量分数为0.5%,PU质量分数为8%,Glu质量分数为10%条件下制备的双层敷料,其吸水率高达自身质量的12.5倍,溶失率低于2%,保水时间延长至11 h;Glu和SF的相容性较好,Glu可使SF维持较稳定的β-折叠结构;制备的双层敷料无细胞毒性,且具有阻菌功能。     

可溶性丝素蛋白粉生产新工艺

研究了制备可溶性丝素蛋白粉的新方法。以废蚕丝为原料,经0.5％（w/v）的Na₂CO₃溶液精炼后,用40％（w/w）的CaCl₂溶液溶解丝素蛋白,采用渗析器脱盐,得到的丝素蛋白溶液喷雾干燥后即制得可溶性丝素蛋白粉,并测定了产品的氨基酸组成和相对分子质量分布。      

再生丝素蛋白溶液脱盐新工艺及其应用

为提高丝素蛋白溶液的脱盐效率,降低脱盐能耗,采用扩散渗析-电渗析集成膜分离技术对丝素蛋白溶液进行脱盐,并初步探索所得溶液的应用。研究了丝素蛋白溶液浓度质量分数和扩散渗析预脱盐率对脱盐效率和能耗的影响,同时将所得丝素蛋白溶液加入无水乙醇制备不溶性丝素蛋白粉,测定了产品氨基酸的组成并利用扫描电子显微镜对丝素蛋白粉进行表征。结果表明,最佳的脱盐技术参数为丝素蛋白溶液浓度为5%、扩散渗析预脱盐率为40%,在此工艺条件下脱盐时间缩短至9 h,能耗（动力能耗除外）为3.81×10-2 kw?h/L;产品中丝氨酸和甘氨酸含量接近50%,丝素蛋白粉末粒径较小且分布均匀。     

静电纺丝素纤维的微细结构

以再生丝素甲酸溶液为纺丝液,在质量分数为9%时,研究电压、喷丝头到接收屏之间的距离(C-SD)对静电纺丝素纤维微细结构的影响。结果表明,在相同C-SD(10 cm)不同电压和相同电压(12 kV)不同C-SD的条件下,质量分数为9%的再生丝素甲酸溶液具有良好的静电可纺性。当C-SD为10 cm时,随电压的升高,静电纺丝素纤维的分子构象变化复杂,纤维的结晶度也呈无规律性变化;当电压为12 kV时,随C-SD的增加,静电纺丝素纤维内无规和α-螺旋构象的分子含量增加,纤维的结晶度呈现先略增大后大幅下降的趋势。