丝素蛋白/磷酸八钙复合材料生物界面的蛋白质吸附和细胞响应

为进一步了解仿生材料结构与功能的关系,为体内骨整合设计一个有利的种植微环境,通过电化学沉积技术调控电解液中丝素蛋白(SF)的质量浓度,制备了具有纳微米多级结构的丝素蛋白/磷酸八钙(SF/OCP)复合涂层.研究了丝素蛋白质量浓度对SF/OCP复合涂层的表面形貌、力学性能、蛋白质吸附以及细胞增殖行为的影响.结果表明:随电解...     

同轴静电纺多孔氧化锌薄膜制备及其光催化性能

为制备轻质且具有大比表面积的光催化剂,针对静电纺丝中聚合物载体大都有污染且不可再生的问题,以丝素蛋白为载体,通过同轴静电纺丝制备醋酸锌/丝素(ZnAc/SF)纳米纤维薄膜,然后浸渍于硫化钠(Na₂S)溶液中制备硫化锌(ZnS)/SF纳米纤维薄膜,最后经煅烧得到ZnS/C纳米纤维薄膜和多孔ZnO薄膜。借助X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计对薄膜的结构和性能进行表征,并通过亚甲基蓝催化降解实验研究其光催化性能。结果表明:多孔ZnO薄膜是由10~20 nm颗粒组成的介孔网络组织,具有吸收紫外线能力,比ZnS/C纳米纤维薄膜有更强的光催化作用,对亚甲基蓝的降解效率可达99.5%;多孔ZnO薄膜可进行回收利用,4次循环后降解效率达91%。     

纳米纤维基单向导湿抗菌敷料的制备及其性能

针对现有湿性敷料易滋生细菌并在创伤处形成积液的问题,以力学性能优良的聚氨酯(PU)、亲水性聚丙烯腈和超吸水性的聚丙烯酸钠为基材,以聚六亚甲基胍盐酸盐(PHGC)为抗菌剂,采用静电纺丝法制备出由纤维尺寸不同的亲水外层和疏水内层组成的纳米纤维基双层敷料,探究疏水层厚度对双层敷料单向导湿效果的影响,并分析敷料结构与性能之间的关系。结果表明:当PU内层膜纺丝时间为1 h时,所制备的双层敷料可在3.9 s内由内向外单向传输液体,此时敷料的吸水率高达1 230%,透气率约为 6.7 mm/s,透湿率约为1 350 g/(m²·d),断裂强度为 6.5 MPa,断裂伸长率为45%;PU内层膜中添加0.06%的PHGC可使敷料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率达到95%以上,无细胞毒性且具备较低的细胞黏附性能。     

丝素蛋白/壳聚糖微球制备及其抗菌性能

为开发一种对人体有益且天然无害的抗菌整理剂,采用乳液聚合法制备丝素蛋白/壳聚糖抗菌微球,分析了不同比例下丝素蛋白和壳聚糖制备微球的微观形貌、粒径、二级结构、晶体结构、热稳定性和抗菌性能。结果表明:丝素蛋白质量分数为6%,壳聚糖溶液的质量分数为3%,壳聚糖溶液与丝素蛋白溶液的体积配比为1∶2,所制备的微球形态规整圆滑,粒径均匀分布在0.4~1.4 μm之间;其抗菌效果优异,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为(82±4.2)%和(80±2.6)%;在该比例条件下制备的微球的二级结构由silk I型转变为silk II型,热分解起始温度大于250 ℃,具有良好的热稳定性。     

水不溶性丝素杂化膜的制备及其金属离子吸附性能研究北大核心

选用三元溶剂[n(Ca Cl2)∶n(H2O)∶n(C2H5OH)=1∶8∶2]溶解法制得家蚕丝素蛋白溶液。采用流延法将丝素蛋白涂覆在聚苯乙烯板上,室温下成膜,纯丝素膜(SF)在水中的溶解性很大。通过添加硅烷偶联剂制备了水不溶性丝素杂化膜。当偶联剂用量为15%(对丝素蛋白质量)时,丝素/硅杂化膜(SF/Silane)在水中的溶失率可以降到3%以下,基本上不溶于水。杂化膜的湿态拉伸强力达到27.5 MPa,断裂延伸率达到20.8%。采用全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)和X-射线衍射(XRD)分析了偶联剂对丝素蛋白结构的影响,添加偶联剂促使丝素蛋白构象由无规卷曲/α-螺旋型向β-折叠型转变。通过研究SF/Silane杂化膜对不同金属离子的吸附性能,发现杂化膜对Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)离子存在选择性吸附。SF/Silane杂化膜对Cd(Ⅱ)离子的吸附过程符合准二级动力学模型。     

水不溶性丝素杂化膜的制备及其金属离子吸附性能研究

选用三元溶剂[n(Ca Cl2)∶n(H2O)∶n(C2H5OH)=1∶8∶2]溶解法制得家蚕丝素蛋白溶液。采用流延法将丝素蛋白涂覆在聚苯乙烯板上,室温下成膜,纯丝素膜(SF)在水中的溶解性很大。通过添加硅烷偶联剂制备了水不溶性丝素杂化膜。当偶联剂用量为15%(对丝素蛋白质量)时,丝素/硅杂化膜(SF/Silane)在水中的溶失率可以降到3%以下,基本上不溶于水。杂化膜的湿态拉伸强力达到27.5 MPa,断裂延伸率达到20.8%。采用全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)和X-射线衍射(XRD)分析了偶联剂对丝素蛋白结构的影响,添加偶联剂促使丝素蛋白构象由无规卷曲/α-螺旋型向β-折叠型转变。通过研究SF/Silane杂化膜对不同金属离子的吸附性能,发现杂化膜对Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)离子存在选择性吸附。SF/Silane杂化膜对Cd(Ⅱ)离子的吸附过程符合准二级动力学模型。     

SF-AgNPs/PVDF-HFP亲疏水双层电纺纤维膜的制备及其过滤抗菌性能北大核心CSCD

为了减少空气污染及病毒传播给人们造成的危害,优秀的可穿戴个人防护材料的开发具有重要意义。本文利用静电纺丝技术制备了具有亲疏水复合结构的过滤抗菌性丝素蛋白纳米银/聚偏氟乙烯六氟丙烯(SF-AgNPs/PVDF-HFP)双层电纺纤维膜。本文通过扫描电镜、透射电镜、傅里叶红外光谱、X-射线衍射光谱对纤维膜形貌、纳米银还原情况及结构特性进行了表征,并对双层复合纤维膜的过滤性能、水蒸气透过率、抗菌性能等进行了测试。结果表明:当SF质量分数为16.5%,AgNO_(3)质量分数为0.7%,PVDF-HFP质量分数为20%时,通过调整SF-AgNPs亲水层的厚度和固定PVDF-HFP疏水层的厚度,电纺纤维膜可以实现对PM 2.5的过滤效率达99.00%,对金黄色葡萄球菌抑菌率最高达99.76%,水蒸气透过率达7.80 mg/(cm^(2)·h),且具有单向导湿性。     

交联丝素凝胶制备条件的分析

以二缩水甘油基乙醚(PGDE)为交联剂,制备了具有交联结构的丝素凝胶。用差示扫描量热法(DSC)分析不同制备条件,如丝素蛋白质量分数、交联剂PGDE体积分数、NaCl质量分数以及反应温度等对丝素凝胶热稳定性的影响。结果表明:丝素凝胶的热分解温度峰值随着丝素蛋白质量分数的增加、反应温度的升高而上升;随着交联剂PGDE体积分数的增加,NaCl质量分数的增加而呈现先增加后又逐渐下降的趋势。     

丝素蛋白负电性增强改性及其对降钙素基因相关肽的加载能力

为提高丝素蛋白(SF)材料的快速内皮化能力,解决血管组织工程面临的血栓和内膜增生难题,将具有双向调控血管细胞生长功能的降钙素基因相关肽(CGRP)通过静电相互作用引入丝素蛋白材料表面。首先选用含有2个羧基的己二酸(AA)与丝素蛋白分子进行反应,采用流延法制备AA改性SF膜,研究了改性SF膜的结构和膜表面对CGRP分子的加载能力。结果表明:随着AA质量占比的增加,SF的Zeta电位逐渐减小,当SF与AA的质量比由100:0变化为100:2.5时,SF的Zeta电位由-2.66 mV 下降至-5.4 mV;AA改性SF材料中引入了新的羧基和酰胺键,形成了以β-折叠结构为主的分子构象和Silk Ⅱ结晶结构;当SF与AA的质量比为100:2.5时,AA改性SF膜表面静电作用加载的CGRP含量比未改性SF膜提高了9倍。     

丝素蛋白/海藻酸钠水凝胶的制备及其释药性能

为提高水凝胶的负载率和缓释率，以N-羟基丁二酰亚胺和乙基(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐为催化剂，柠檬酸为交联剂，将丝素蛋白和海藻酸钠交联制备得到丝素蛋白/海藻酸钠水凝胶，测试了水凝胶的结构、形貌、溶失率、吸水率、载药率和释药率。结果显示：丝素蛋白/海藻酸钠水凝胶的最佳制备工艺条件为丝素质量分数2.5%,柠檬酸质量分数2.5%,海藻酸钠质量分数4.5%,催化剂(质量比为1∶1)质量分数为0.5%。红外光谱图显示，在该条件下制备的水凝胶中含有丝素蛋白和海藻酸钠的特征吸收峰，其形貌为多孔结构，24 h后溶失率为11.4%,吸水率约70%,其最大载药率约50%,在pH=7.4的缓冲溶液中缓释8 h后，其释药率接近75%,表现出良好的释药性能。     

等离子体引发丝素在聚氨酯膜表面接枝的研究

将水分散型聚氨酯膜预浸渍处理后,采用低温等离子体技术,成功地制备了在表面接枝丝素蛋白或丝素肽的聚氨酯膜,并用SEM,ATR-FTIR和X-射线能谱分析了膜的表面性质。用丝素蛋白或丝素肽改性后,聚氨酯膜的表面亲水性提高;其力学性能和透汽性与聚氨酯底膜基本接近。     

非水溶性丝素粉体与聚氨酯共混膜的性能

采用浸没沉淀相转化法制备非水溶性丝素粉体与医用聚氨酯共混膜。研究共混膜中非水溶性丝素粉体质量分数不同时共混膜的表面形貌、吸水性、透汽性、水接触角及力学性能和红外光谱图的变化。实验结果表明:随着非水溶性丝素粉体质量分数的增加,共混膜的表面形貌由致密逐渐变得疏松,并逐渐出现微孔,且粉体在共混膜中分布均匀并没有明显的团聚现象,这表明二者的相容性好;另外,共混膜的断裂伸长和拉伸模量较纯PU膜虽有不同程度下降,但其吸水性和透汽性逐渐得到提高;膜的水接触角逐渐下降,表明其亲水性逐步得到提高。     

丝素改性聚氨酯膜及其表面性质

以再生丝素蛋白和液状端异氰酸酯基预聚物为原料 ,使预聚物在丝素膜界面发生化学反应 ,再通过控制相对湿度和溶解条件 ,制备了丝素改性聚氨酯膜。用SEM、ATR FTIR和X 射线能谱分析了膜的表面性质。结果表明 :经过上述工艺处理后 ,丝素蛋白已接枝在聚氨酯膜的表面 ;丝素改性后 ,聚氨酯膜不仅表面亲水性提高 ,而且仍具有良好的柔韧性和一定的透汽性。     

丝素蛋白多孔材料及其在组织工程领域的应用

讨论丝素蛋白纤维多孔材料、再生丝素蛋白多孔材料以及丝素蛋白非织造状纳米纤维多孔材料的制备方法和材料性能。认为丝素蛋白多孔材料具有合适的孔径结构和良好的生物相容性,多种组织或器官的细胞可在这些材料上黏附和增殖。综述丝素蛋白多孔材料作为一种优良的组织工程支架材料,在人工皮肤、骨、软骨、人工肌腱和韧带等组织工程领域的应用情况。     

丝素/丙烯酰胺/丙烯酸吸水复合材料的紫外光辐照法制备

为制备生物相容性和生物降解性较好的丝素/ 丙烯酰胺/丙烯酸类吸水复合材料,在传统丙烯酰胺（AM）/丙烯酸（AA）吸水复合材料中引入丝素蛋白,借助于紫外光活化作用,通过光引发剂结合丝素蛋白中酪氨酸上酚羟基、丝氨酸中醇羟基的H元素,使丝素上产生活性自由基,与丙烯酰胺和丙烯酸单体进行接枝共聚。以冻干法制备了丝素/丙烯酰胺/丙烯酸复合材料。通过测定丝素材料的相对分子质量变化、结构特征、热性能和表面形态结构,分析不同条件下制得的丝素复合膜材料的结构与性质差异,评价复合材料吸水保水性和重复吸水性能。结果表明：在紫外光辐照下,丝素可与丙烯酰胺、丙烯酸接枝共聚,使丝素蛋白分子质量增加;其结构中乙烯基特征峰消 失,热稳定性提高,具有优良吸水保水性和重复吸水性。     

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。     

Silk fibroin-based films in food packaging applications: A review

Plastic pollution is a significant concern nowadays due to wastes generated from non-biodegradable and non-renewable synthetic materials. In particular, most plastic food packaging material ends up in landfills, creating mass wastes that clog the drainage system and pollute the ocean. Thus, studies on various biopolymers have been promoted to replace synthetic polymers in food packaging and consequently, the high number of research in biopolymers food packaging, especially in the characterization, properties and also the development of the biopolymer. For biopolymer-based food packaging, silk fibroin (SF) has been highlighted because of its biodegradability and low water vapor permeability properties. This review focuses on the different properties of SF films prepared through solution casting and electrospinning for food packaging. Discussions encompassed chemical properties, mechanical properties, permeability, and biodegradability. This review also discussed the studies that used SF as the biomaterial for food packaging.     

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。     

丝素基伤口敷料研究进展

目前丝素基伤口敷料的研究主要集中于应用静电纺技术制备含功能性物质的理想伤口敷料。添加纳米金属和抗生素等功能成分虽可增强敷料的抗菌性,却引发了细胞毒性与抗药性,威胁生物体安全。基于此,从创造微湿伤口环境、增强抗菌性能、支持细胞生长和刺激伤口愈合4个方面,综述了近年来国内外通过新型技术、复合多组分材料和功能成分制备丝素基伤口敷料的研究进展;展望了以多组分天然材料为基材,利用新技术制备添加天然抗菌药物敷料的广阔前景,以期为丝素基伤口敷料的临床应用研究提供有益参考。