纳米羟基磷灰石丝素蛋白仿生矿化材料的制备研究

以Ca(NO₃)₂与Na₃PO₄为无机相的前驱体,将丝素蛋白直接溶于Ca(NO₃)₂溶液中,不经过脱盐处理,直接滴入Na₃PO₄溶液中反应,在37℃下丝素蛋白和羟基磷灰石晶体之间相互作用,仿生合成了纳米羟基磷灰石(n-HA)丝素蛋白(SF)生物矿化材料.用FTIR、XRD、XPS和SEM进行表征.结果表明,羟基磷灰石和丝素蛋白两相间具有较强的化学键合,矿化材料中无机相包含少量碳酸根,为缺钙类骨羟基磷灰石并且呈现一定的长轴取向性,说明丝素蛋白大分子对羟基磷灰石晶体的成核和生长起着模板和调控作用.矿化物颗粒尺寸在50~200nm之间,其抗压强度为32.21MPa,可作为非承重部位骨组织缺损修复材料.     

纳米羟基磷灰石／丝素蛋白生物复合材料的制备和表征

采用硝酸钙-丝素蛋白溶液与磷酸钠原位合成纳米羟基磷灰石(HA),在反应过程中丝蛋白(SF)诱导HA晶体生长,仿生合成HA/SF复合材料,用TEM、IR、TGA、XRD和SEM进行表征。结果表明,HA为CO23-部分替代型,粒径为10 nm~40 nm之间的弱结晶类骨晶体,在形貌和结晶度等方面与人体骨磷灰石相似。HA/SF复合材料中丝蛋白的含量约为25%,HA和SF两相存在强烈化学键合作用。SEM观察结果表明,HA微粒被SF完全包裹,两者之间没有明显相分离。     

纳米羟基磷灰石／丝素蛋白多孔支架材料的制备和表征

采用硝酸钙-丝素蛋白溶液与磷酸钠反应仿生合成纳米羟基磷灰石/丝素蛋白(n-HA/SF)复合材料,并以NaHCO3和NaCl为致孔剂制备了多孔复合支架材料,采用TEM、IR、SEM和EDX对其进行了表征.结果表明,复合材料中HA的粒径在20～50nm之间,是一种CO2-3部分替代型弱结晶类骨针晶,在形貌和尺寸等方面类似于人体骨磷灰石晶体;HA和SF两相间存在强烈的键合作用,复合支架材料呈高度多孔结构,孔壁上富含微孔,孔隙间贯通性高.EDX分析结果表明,HA在有机基体中分布均匀,钙磷元素比为1.66,当复合材料和致孔剂的比例为1:0.5时,其抗压强度可达20.23MPa.     

预处理对构建丝素蛋白纤维/磷灰石仿生骨修复材料的影响

利用氯化钙-乙醇-水(n(CaCl2):n(EtOH):n(H2O)=1:2:8)三元溶液对丝素蛋白纤维预处理,再采用交替浸渍法将其分别浸在钙溶液和磷溶液中交替浸渍、仿生矿化制备丝素蛋白纤维/磷灰石复合材料,采用SEM、FTIR、XRD和TGA等技术研究了不同预处理时间对丝素蛋白纤维微结构和构建丝素蛋白纤维/磷灰石的影...     

"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100nm,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(A),c=7.0148(A),沿c轴方向平均品粒尺寸是230.7645(A)."一步法"制备SF/HA具有合理性和可行性.     

羟基磷灰石/丝素蛋白复合材料的制备

以蚕丝丝素蛋白(SF)作为羟基磷灰石(HA)沉积的模板,制备HA/SF复合粉末,用扫描电镜(SEM)、热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)和傅立叶变换红外光谱(FT-IR)对复合粉末进行分析和鉴定。结果表明,合成产物是HA/SF复合物,其平均粒径约为275.7 nm,其中丝素蛋白含量为17.8%(质量分数)。复合粉末经等静压成型后能够制得弯曲和压缩强度分别为19.87 M Pa和28.65 M Pa的HA/SF复合材料,以N aC l为致孔剂能够制得平均孔径约为61μm、孔隙率为40%的多孔HA/SF复合材料。     

丝素/细菌纤维素/羟基磷灰石骨仿生支架的制备及性能研究

将丝素蛋白(SF)、细菌纤维素纳米纤维束(BCNR)和不同比例的纳米羟基磷灰石(nHAp)搅拌混合均匀,通过冷冻干燥法制备骨仿生支架.利用SEM、FTIR、电子万能材料试验机等设备对复合支架的结构和性能进行表征,选用骨髓间充质干细胞和CCK-8试剂表征细胞在典型支架材料上的黏附和扩增水平.结果表明,骨活性成份nHAp的...     

胶原蛋白模板诱导片状纳米羟基磷灰石(HAP)的仿生合成

依据生物矿化作用原理，在动态条件下，通过仿生合成的方法，合成了具片状结晶的纳米羟基磷灰石（HAP）；采用TEM，XRD，FTIR等手段对合成样品进行了形貌与结构表征；基于胶原蛋白的三级结构，动态合成条件，HAP结晶习性和表面活性剂功能对模板诱导仿生合成机理进行了分析；这一结果为具有生物相容性的优异力学性能的HAP生物功能材料的合成开创一条新的途径。     

“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 A,c=7.0148 A,沿c轴方向平均晶粒尺寸是230.7645 A。“一步法”制备SF/HA具有合理性和可行性。     

纳米羟基磷灰石的制备及吸附与矿化效应

为了研究纳米HA的生物学效应,本文采用Ca(H2PO4)2·H2O均匀沉淀反应体系制备纳米HA.XRD与TEM分析结果表明干燥态HA粒子为低结晶度、(5～20nm)×60nm针状烧结态的粒子呈球状、粒径＜100nm.生物学实验结果表明不同形态的HA溶液对唾液蛋白均有吸附,吸附率达32.74%;对葡聚糖的吸附率高达到97.38%.人工釉质龋经纳米HA溶液矿化10天后硬度值提高一倍、已恢复到脱矿前的79%左右;扫描电镜观测表明矿化处理后的牙釉面表面有片状矿物盐沉积、釉面孔隙减小、釉质表面光滑,进一步表明纳米HA对人工龋有明显的再矿化作用.     

柞蚕丝素/壳聚糖共混膜的结构及细胞相容性

用碳化二亚胺(EDC)作为交联剂,流延法制备柞蚕丝素(ASF)/壳聚糖(CS)共混膜。用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)和四甲基偶氮唑盐比色法(MTT)对膜的结构及细胞相容性进行了研究。结果显示,柞蚕丝素和壳聚糖具有较好的相容性和较强的相互作用,壳聚糖能阻碍共混膜内的丝素蛋白形成β-折叠构象。EDC能分别与柞蚕丝素及壳聚糖反应,从而对共混膜进行有效的交联,并使膜的热稳定性提高。与ASF膜或CS膜相比,共混比为80/20和40/60的ASF/CS共混膜更有利于细胞生长和增殖,作为一种新型的生物材料具有良好的研究和开发应用前景。     

载药电纺丝素蛋白纤维毡的结晶含量对其药物释放的影响

以水溶液体系的再生丝素蛋白为原料,利用静电纺丝技术制备了载罗丹明B的丝素蛋白纤维毡。利用甲醇水溶液对其进行后处理,考察了不同处理时间下丝素蛋白的结晶含量对药物释放的影响。通过水溶性质量损失率、接触角、扫描电镜、傅里叶红外光谱、X射线衍射光谱及紫外光谱对处理前后的丝素蛋白纤维毡的表面形貌和结构以及药物释放行为进行了表征。结果表明,随着甲醇水溶液处理时间的延长,电纺丝纤维的质量损失率减小,亲水性减弱,丝纤维中的Silk II结晶(由β-折叠结构组成)含量增加,药物释放速率也增加。即通过控制处理时间,可以控制丝纤维中Silk II结晶的含量,从而控制药物的释放速率。     

丝素蛋白/乙二醇二缩水甘油醚对老化丝纤维的加固

在制备人工老化样的基础上,利用丝素蛋白/乙二醇二缩水甘油醚对老化丝纤维进行加固,并对加固前后的丝纤维进行了性能和结构表征。研究结果表明,丝素蛋白与乙二醇二缩水甘油醚发生了化学反应;反应位点为Tyr羟苯基上的羟基、Lys上的氨基、His咪唑基上的亚氨基等;加固样的断裂强力从1.54 N提高到15.8 N,伸长率从2%提高...     

丝胶组分和高湿后处理对静电纺丝素纤维结构与性能的影响

利用静电纺丝法制备了再生丝素和再生丝素/丝胶蛋白纤维,并对所得纤维进行了高湿后处理。采用扫描电镜分析了丝胶蛋白和高湿后处理对静电纺再生丝素蛋白纤维形貌的影响,采用拉曼光谱、X射线衍射和热失重分析研究了所得纤维微细结构及热性能。研究结果表明,添加丝胶蛋白有利于降低静电纺再生丝素蛋白纤维的直径及其分布,而高湿后处理对纤维的形貌没有明显影响;添加丝胶蛋白和/或高湿后处理有利于促进丝素发生向β-折叠构象的转变,并使纤维的结晶结构得到改善,从而进一步提高纤维的热稳定性。     

丝素/明胶/壳聚糖支架材料的构建及表征

基于丝素、明胶和壳聚糖三者作为生物材料的优良性能,采用二次冷冻干燥方法制备了一种疏松多孔的新型组织工程材料。首先检测了复合支架材料的理化性能,其次研究了该材料的形貌结构,最后利用细胞学和动物学实验对该材料的细胞毒性和生物相容性进行了评价。结果显示,复合支架材料孔隙率高于(53.52±1.16)%,吸水率高于(89.36±0.43)%。在预冻温度为-20 ℃,以戊二醛作交联剂,丝素/明胶/壳聚糖复合比例为1∶1∶1.5时,制备的材料力学性能达到最优,断裂伸长率为(11.5±1.05)%。扫描电镜图显示该材料具有连通的三维多孔结构。红外光谱及X射线衍射表明材料各组分化学基团间发生了相互作用,并伴有结晶状态的改变。小鼠体内植入实验表明,该支架无毒、生物相容性好,是一种综合性能优异的组织工程材料。     

氧化石墨烯/丝素蛋白凝胶结构及其性能研究

目前医用凝胶材料普遍存在力学强度较差及生物降解速度过快等问题。以蚕丝丝素蛋白(SF)凝胶为基础材料,加入氧化石墨烯(GO),并将1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)及N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)作为交联剂制备SF/GO复合凝胶,旨在改善凝胶材料的力学性能,使其在保证复合凝胶材料应有的力学强度的同时,发挥丝素蛋白、氧化石墨烯的生物学效应及凝胶材料的多孔支架作用。实验结果显示,EDC的加入可以使得SF、GO共混形成稳定、均匀的无规卷曲结构,扫描电镜(SEM)显示SF/GO凝胶具有典型的多孔结构。GO的加入可以有效缩短复合材料的凝胶时间,同时复合凝胶材料的力学性能得到明显改善,其压缩强度提高40%以上。GO的加入还可明显延长材料的降解时间。基于SF/GO的复合凝胶在组织修复及再生领域具有较好的应用前景。     

氧化石墨烯掺杂丝素蛋白复合材料的结晶和力学特性

采用溶液混合法制备丝素蛋白(SF)/氧化石墨烯(GO)复合材料,并用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、动态力学分析表征了丝素蛋白分子链构象、微观形态和动态力学性能。结果表明,GO的掺杂促使SF向β-折叠构象转变,并且随着GO含量的提高,β-折叠的含量和材料拉伸储能模量(E')呈现先增后减的变化趋势,当GO质量分数为1.0%时达到最大值,此时复合材料的E'较SF膜提高了约157%。     

丝素在离子液体中的溶解及再生丝素纤维的结构

以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐（[BMIM]Cl）为溶剂,研究了丝素蛋白在[BMIM]Cl中的溶解情况,结果表明,温度对丝素在[BMIM]Cl中的溶解有较大影响,当温度〈90℃时,即使延长溶解时间,丝素也难以溶解,而当温度≥90℃时,随着温度升高,溶解速率明显加快。考虑到高温会使丝素降解,因此,选择100℃为丝素...