丝素蛋白/羟基磷灰石多孔复合材料修复骨缺损研究

为了探讨丝素蛋白/羟基磷灰石(SF/HA)复合多孔支架材料的制备及其用于骨缺损的修复,采用超声波凝胶干燥法制备了SF/HA复合材料;以脱胶茧丝为增强材料,水溶性淀粉为制孔剂,通过去离子水萃取法除去淀粉,制备了SF/HA多孔复合材料。对其孔隙率及抗压强度进行测试,并将其植入兔股骨缺损处观察修复的情况。SF/HA多孔复合材料的孔隙率接近75%,孔径尺寸分布约从几微米到400μm,并且孔隙之间相互贯通,其抗压强度可达10 MPa以上,植入兔股骨缺损处未见引起骨组织明显的炎症反应及骨坏死,术后12周发现基本修复骨缺损部位,而空白对照组没有骨生成。SF/HA多孔复合材料可以满足骨组织工程支架的基本要求,用于骨缺损的修复。     

丝素蛋白-明胶-壳聚糖-羟基磷灰石多孔支架的制备及性能评估

文章以丝素蛋白(SF)、明胶(Gel)、壳聚糖(CS)和羟基磷灰石(Hap)为基础材料,通过真空冷冻干燥和化学交联制备了5组SF-CS-Gel-nHap多孔支架(Hap-1%、Hap-2%、Hap-3%、Hap-4%、Hap-5%)。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪(XRD)、孔隙率、吸水膨胀率、生物降解率及力学性能研究,筛选出理化性能优越适合全层软骨缺损再生重建的复合支架。随后将其与骨关节炎患者分离提取的软骨细胞共培养,通过细胞黏附率测定、细胞活死染色和CCK-8细胞活性增殖实验等方法评估多孔支架的生物性能,探索其用于修复全层软骨缺损的可行性。结果显示,基于明胶、壳聚糖、丝素蛋白和纳米羟基磷灰石制备的SF-CS-Gel-2%Hap多孔复合支架不仅可以模拟天然骨软骨的细胞外基质(ECM),而且具有良好的生物相容性,能够为营养物质的转运和细胞黏附、增殖和立体生长提供良好的网状骨架,为全层软骨缺损的治疗提供新的选择。     

纳米羟基磷灰石-明胶复合材料的制备与表征

以Ca(NO3)2、(NH4)2HPO4及明胶为原料,在30℃不同pH条件下,采用原位复合法制备纳米羟基磷灰石-明胶复合材料。用XRD、FT-IR、扫描电镜和TG-DTG对复合材料的晶相组成、化学组成、微观形貌、晶粒尺寸等进行了分析。结果表明:复合材料是由弱结晶纳米级的羟基磷灰石和明胶组成,两相分布均匀。pH=8～9条件下制备的复合材料明胶含量相对更高,晶粒尺寸更小。     

玉米醇溶蛋白/明胶/羟基磷灰石纳米纤维膜制备及其性质研究

本研究通过静电纺丝技术制备了玉米醇溶蛋白/明胶/纳米羟基磷灰石（nHAP）复合纳米纤维膜。通过旋转测试和振荡测试发现玉米醇溶蛋白/明胶/纳米羟基磷灰石溶液为剪切变稀非牛顿流体并且具有粘弹性。纳米羟基磷灰石的添加显著增加了玉米醇溶蛋白/明胶（3/1,w/w）纳米纤维的直径,但不同nHAP浓度的纳米纤维之间没有显著差异。高浓度nHAP的复合纳米纤维中观察到结节的形成,通过TEM观察发现nHAP在纤维内部和表面均有分布。红外光谱结果表明蛋白与nHAP之间通过氢键相互作用,当nHAP添加浓度为10%时引起了蛋白二级结构从β-折叠向转角结构的转变。玉米醇溶蛋白/明胶/纳米羟基磷灰石复合纳米纤维膜表现出疏水的表面,随着10%nHAP的加入疏水性有所增加,这是由于表面极性基团比例的下降。由于高浓度的nHAP在纤维中聚集导致其对纳米纤维膜的机械性能产生了不利影响。     

丝素蛋白/碳酸钙复合支架材料的制备及其理化性能

 为了研制一种力学性能和内部结构都符合人工骨要求的复合材料,本实验以丝素蛋白和自制碳酸钙为原料,采用冷冻干燥法制备复合支架材料,并对其进行了理化性能测试。结果表明：各样品的横截面呈蜂窝状结构,孔径介于20-300μm之间,孔之间有微孔相连通;孔隙率介于43%-76%之间。力学性能测试结果表明,样品的弹性模量介于23-1802 MPa,压缩强度介于8-41MPa。FTIR谱显示,样品中出现了峰的偏移、削弱和消失,可知二者发生了一定程度的复合。DSC测试表明,碳酸钙的加入促进了丝素蛋白由无规卷曲向β-折叠构象的转变,结晶度得到提高。     

丝素蛋白的磷酸化及其仿生矿化膜的制备

为制备功能性丝素基仿生矿化材料,将丝素蛋白通过三聚磷酸钠（STP）磷酸化,从而在仿生矿化过程中促进钙离子吸附,利于更多的钙磷酸盐的形成和沉积。探究了体系中pH 值和三聚磷酸钠用量对丝素磷酸化的影响,分析了磷酸化对丝素蛋白二级结构、热性能、粒径及膜力学性能的影响;以磷酸化丝素为原料制备冻干丝素膜,采用交替矿化法,在其表面沉积形成羟基磷灰石（HA）;借助扫描电子显微镜和能量色散X 射线光谱仪,评价了矿化膜表面结构形态和钙、磷元素含量变化。结果表明：在pH 值为10 和 STP 质量为0.24 g 条件下,磷转移量达到67.1%,且磷酸化丝素膜对阳离子有较好的吸附效果,力学性能较空白样略有下降;经交替仿生矿化处理后,磷酸化丝素膜表面沉积的羟基磷灰石较空白样结构更规整。     

再生蚕丝丝素蛋白纳米颗粒的制备及抗菌性

采用一种高效简便新工艺,用特定的溶剂将家蚕丝素蛋白溶解,透析浓缩后用α-糜蛋白酶酶解,制备了蚕丝丝素蛋白纳米级颗粒,进行了4种不同溶剂溶解的筛选性实验。结果表明:采用LiBr/CH3OH/H2O溶剂溶解,透析浓缩后用α-糜蛋白酶酶解的整体工艺效果最优。对生成的纳米粒子尺寸用扫描电镜、场发射扫描电镜进行表征,观察到4种混合溶剂溶解得到的丝素蛋白肽颗粒大小在20~50μm之间;再用α-糜蛋白酶酶解后,丝素蛋白肽颗粒的大小降解为80~300 nm。测定了丝蛋白肽粉末的抗菌性,其纳米级颗粒比微米级颗粒具有更优异的抗菌效果。     

羟基磷灰石纳米颗粒的合成及其复合材料的应用研究进展

羟基磷灰石（HAP）是脊椎动物骨骼和牙齿的主要矿物成分。由于具有优良的生物相容性、无毒无污染、离子交换性和耐高温等特性,HAP纳米颗粒（HAP NPs）在生物医学、造纸和吸附催化等领域具有非常广泛的应用。本文首先简述了HAP NPs的结构特征及合成路线,重点综述了近年来HAP NPs/纤维素基复合材料的合成进展及在生物医学、吸附和造纸等领域的最新应用进展,并对HAP复合材料在功能材料领域未来的发展趋势做了展望。     

聚丙烯腈/改性羟基磷灰石光接枝复合材料的制备工艺

采用硅烷偶联剂KH-570对羟基磷灰石(HAp)进行改性,通过紫外光接枝法制备聚丙烯腈/改性羟基磷灰石(PAN/MHAp)-KH570接枝复合膜和复合纤维。通过正交优化分析得到具备良好吸附和拉伸性能的接枝复合膜的HAp改性工艺为:偶联剂KH-570体积分数5%、乙醇与水体积比9∶1、水解时间1 h、pH值6、偶联时间30 min、偶联温度50℃、蒸干温度50℃。采用此工艺得到的接枝复合膜的拉伸断裂强度为0.847 MPa,对Cd2+的吸附量为82.54 mg/g;复合纤维的断裂强度为3.198 cN/dtex,对Cd2+的吸附量为86.2 mg/g。通过单因素分析得到PAN/MHAp-KH570接枝复合膜的最佳接枝时间为8 min,光引发剂最佳用量为9%(对MHAp质量分数)。PAN/MHAp-KH570接枝复合纤维的拉伸断裂强度大于共混复合纤维,而吸附量略小于共混复合纤维。     

丝素蛋白/硅酸钙复合纳米纤维的结构与性能

采用静电纺丝法制备了丝素蛋白/硅酸钙复合纳米纤维.XRD和FT-IR分析表明,复合纤维材料中丝素的结构以SilkⅡ为主.复合纤维的直径为200~400 nm,孔隙率约为78%.水接触角实验结果显示,复合纤维的亲水性比纯丝索纤维有所提高.分别用模拟体液和Tris缓冲溶液浸泡实验研究了复合纳米纤维的体外生物活性和降解性,结...     

丝素肽的制备

采用硫酸水解丝素、沉淀分离法除盐、活性炭脱色、烘箱干燥制备丝素肽,采用X射线衍射法研究丝素肽的结构.实验结果表明,在120℃的温度下水解丝素,硫酸质量分数20%,水解时间6h即可获得丝素肽;SO42-的去除率平均在93%以上,制得的水溶性浅黄色丝素肽,主要由甘氨酸、丙氨酸和丝氨酸等氨基酸组成;丝素肽分子的聚集态结构以无定形为主.     

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。     

丝素活性肽对高胆固醇血症小鼠的影响

研究了丝素活性肽对高胆固醇模型小鼠血清胆固醇含量的影响。昆明种小鼠随机分为6组,经10d诱发高血胆固醇以后,分别灌胃不同剂量的丝素肽溶液和血脂康胶囊30d,摘眼球取血。经10d诱发高血胆固醇模型后,阴性对照组TC浓度为（2.74±0.25）mmol/L（n=10）,而喂饲高脂饲料的小鼠TC浓度为（4.50±0.43）mmol/L（n=10）。TC水平有显著性差异（P〈0.025）。与高脂模型组相比,高剂量组、中剂量组TC含量显著降低（P〈0.05）,10d后高剂量组和中剂量组TC含量分别下降了20.8%和16.7%,30d后分别下降了29.4%和24.8%。丝素活性肽可降低高胆固醇模型小鼠血清中胆固醇的含量,这种作用随剂量的增大和时间的延长而增强,其中以丝素肽0.5g/（kg·d）和2.5g/（kg·d）剂量降胆固醇效果显著,但对TG水平无影响。其作用机制有待于进一步研究。     

丝素-聚乳酸共混膜的制备

着重介绍了丝素-聚乳酸共混膜的制备,利用蚕丝丝素蛋白溶液和聚乳酸溶液充分混合,采用不同的实验条件制得共混膜,拓宽了丝素膜的应用前景。     

再生丝素蛋白水溶液静电纺丝成形原理探讨

运用静电纺丝方法,从再生蚕丝素蛋白水溶液中制得了圆形的具有光滑表面的超细再生丝,WAXD测试结果发现该纤维中含有结晶结构,但其结构既不同于无定形丝素膜,也不同于天然蚕丝纤维。而丝素蛋白分子在静电纺丝过程中已经受了相当高的拉伸,这表明即使在这样的条件下也无法得到结构和天然蚕丝一样的纤维,也暗示着单纯的拉伸并不能使丝素蛋白分子完成从无定形向β-折叠结构的转换。要完成从无定形向β-折叠结构的转换,还需有其他条件协同。     

丝素蛋白凝胶修饰膜及其理化性能探讨

用溶液氧化法制备了丝素蛋白凝胶修饰聚氨酯膜,考察了反应前后聚氨酯膜的物理性质和生物相容性。结果表明：修饰后的聚氨酯膜的表面亲水性明显提高,其力学性能和透气性与聚氨酯底膜基本接近,修饰膜克服了纯丝素膜刚而脆的弱点;体外血小板黏附试验和细胞培养实验结果表明了经修饰后,聚氨酯膜的生物相容性明显提高且界面的处理效果是稳定的。     

可溶性丝素粉末的制备

研究了较大规模制备丝素粉末的方法 .以废蚕丝为原料 ,经 0 .5g/dL的Na2 CO3溶液精炼后 ,用质量分数为 4 0 %的CaCl2 溶液溶解丝素 ,采用中空纤维超滤器脱盐 ,丝素溶液经冷冻干燥或喷雾干燥后即制成白色的丝素粉末 .从丝素的SephacrylS 2 0 0凝胶过滤图谱中可以看出 :用氯化钙溶液溶解丝素 ,煮沸时间延长 ,丝素相对分子质量呈下降趋势 ;在超滤浓缩过程中 ,丝素发生了部分缔合 .     

丝素的功能性质

丝素在pH3～10范围内具有较好的乳化能力和优良的乳化稳定性;氯化钠的添加使丝素的乳化能力和乳化稳定性略微下降;随着丝素质量浓度的增加,丝素的乳化能力和乳化稳定性均增强,当丝素质量浓度高于0.5g/dL时,乳化能力的增幅变缓。丝素的表面疏水性低于酪蛋白酸钠,经高速剪切作用后,表面疏水性显著增加。以丝素为壁材的微胶囊化薄荷油缓释性能良好。     

可溶性丝素蛋白的功能性质

研究了可溶性丝素蛋白的功能性质。结果表明,丝素蛋白具有表面活性,能降低溶液的表面张力;经高速剪切作用后,丝素蛋白的表面疏水性显著增强;随着丝素蛋白质量浓度的增加,丝素蛋白溶液的乳化性、起泡性均增强,当丝素蛋白质量浓度大于5g/L时乳化能力增幅不明显,当丝素蛋白质量浓度为15g/L时,它的起泡能力最高,质量浓度继续增加至20g/L时其起泡能力下降,当丝素蛋白质量浓度高于15g/L时,泡沫稳定性的增幅变缓;丝素蛋白在pH3～10范围内具有较好的乳化性、起泡性,在pH4时最强。