含纳米纤维样组份的丝素多孔材料的研究

发布时间：2021-08-18 13:58

　　随着对组织再生、细胞在三维支架中体外增殖研究的深入,研究者逐渐发现组织工程支架除了要具备优异的生物相容性和生物可降解性能外,还应该具有合适的孔结构和与天然细胞外基质相似的纳米纤维结构,以利于细胞粘附、增殖、迁移、分化,从而实现对受损组织和器官的修复和再生。本文通过调控丝素大分子的自组装形成纳米纤维的组份,研究了该结构的形成对冷冻干燥法制备的丝素多孔材料的孔形态的影响。用添加甘油和真空水蒸气处理两种方法来调控丝素多孔材料的二级结构,研究了甘油添加量对丝素多孔材料的酶降解性能的影响。此外,还研究了含纳米纤维样组份的丝素多孔材料对大鼠骨髓间充质干细胞粘附、增殖的影响。通过将丝素溶液在60℃缓慢浓缩处理,AFM观察可知丝素大分子在浓缩处理过程中自组装形成类似纳米纤维的结构。将浓缩处理前后的丝素溶液用冷冻干燥法制备成多孔材料,SEM、X-射线衍射和红外光谱分析表明,纳米纤维样结构使丝素多孔材料的孔形状较圆整。在经过缓慢浓缩处理的丝素溶液中添加不同含量的甘油来制备多孔材料（丝素/甘油质量比100:0、100:20、100:40、100:60、100:80）。X-射线衍射、红外光谱、DSC和TGA曲... 

【文章来源】：苏州大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

丝素大分子在丝素溶液浓缩处理过程中自组装的示意图

（a） （b）图 2-1（a）没有经过 60℃浓缩处理的丝素溶液 AFM 图片；（b）经过 60℃浓缩处理的丝素溶液AFM 图图2-1（a）是丝素溶液AFM图，可以看到丝素分子成球状，丝素球的大小约为10-60nm。（b）是丝素蛋白溶液在60℃进行浓缩，浓缩至30 wt%时，再置于4 ℃静置72小时左右的丝素溶液稀释后的原子力显微镜图，从图上可以看出经过浓缩处理后丝素分子由纳米球组装成纳米纤维样的结构，这可能是因为丝素大分子在缓慢浓缩过程中，由于负电荷的斥力作用，丝素自组装形成纳米纤维样的结构而不是体积更大的纳米球。

经过 60℃浓缩处理制备的家蚕丝素支架的 SEM 图片丝素蛋白在溶液中纳米结构的变化对冷冻干燥过程中所形成微孔的结构具有调控作用。从图2-3的电镜照片可以看出没有经过缓慢浓缩处理的丝素溶液所制备的多孔材料的孔结构都呈分离的片层结构，而经过缓慢浓缩处理的丝素蛋白溶液所制备的多孔材料表现出较好的多孔结构。冷冻干燥法制备多孔材料的原理是：丝素溶液在冷冻过程中，当温度低于冰点而冷却时，由于热交换而产生微小的冰核，只要冷却的程度足以使不稳定相（丝素溶液相）中水的化学势比冰核高，冰核便可以成长为较大的冰粒子。而周围的丝素溶液则相应的被浓缩，使处于无规结构的丝素分子间距离缩短，不同线团上的链段互相贯穿，形成连续的丝素溶液相。由于处于玻璃态的丝素将阻碍水分子的运动，这一过程将持续到丝素的玻璃化转变温度为止。随后在冻干过程中，

【参考文献】：
期刊论文
[1]红外和拉曼光谱用于对丝蛋白构象的研究[J]. 周文,陈新,邵正中.  化学进展. 2006(11)
[2]多孔丝素材料的结构与性能研究[J]. 李明忠,吴徵宇,卢神州,张长胜,严灏景.  东华大学学报(自然科学版). 2001(02)
[3]蚕丝蛋白的结构和功能[J]. 刘永成,邵正中,孙玉宇,于同隐.  高分子通报. 1998(03)



本文编号：3350018