柞蚕丝丝素骨仿生复合材料的制备与研究

发布时间：2023-03-23 05:45

　　由于创伤、肿瘤或先天发育不足等导致人体骨组织缺损的现象非常普遍,特别是随着我国步入老年人社会,年老引起的硬组织病变如骨质疏松,需要大量的骨替代材料以用于临床治疗。本课题运用生物矿化原理提出两种方案制备了柞蚕丝丝素蛋白(TSF)骨仿生复合材料。方案一,采用共沉淀法,利用羟基磷灰石(HAP)仿生天然骨质的无机相,利用具有良好生物相容性的柞蚕丝丝素蛋白和壳聚糖(CS)作为有机相,制备HAP/TSF、HAP/CS两种复合颗粒,并在此基础上制备HAP-TSF/CS、HAP-CS/TSF两种三相复合材料,对其结构与性能进行研究。方案二,采用模拟体液矿化法,利用阵列型柞蚕丝素纳米纤维模拟骨的胶原纳米纤维阵列,在聚天冬氨酸水溶性有机组元的调控下,在模拟体液中模拟骨的矿化过程,并构建阵列型纳米纤维/矿物晶体复合材料,并对其矿化机理进行研究。本课题通过方案一制备了力学性能较好的HAP-TSF/CS复合材料,力学测试显示能够满足骨组织工程支架的力学要求;方案二制备了取向度较好的阵列型TSF纳米纤维构架并进行矿化实验,研究了矿物晶体的形成和生长机制及阵列型纳米纤维仿生矿化的调控机制,为骨仿生复合材料的设计提供...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1. 概述
    1.1 生物矿化
    1.2 骨的结构与形成
        1.2.1 骨的结构
        1.2.2 骨的形成
    1.3 骨仿生材料的研究进展
    1.4 柞蚕丝丝素蛋白的研究现状
        1.4.1 柞蚕丝的结构与性能
        1.4.2 柞蚕丝丝素蛋白的构象及聚集态结构
        1.4.3 丝素蛋白在生物医用领域的应用
    1.5 静电纺丝
        1.5.1 静电纺丝原理
        1.5.2 静电纺丝制备纳米纤维及其应用
    1.6 本课题研究目的、内容及创新点
        1.6.1 研究目的
        1.6.2 研究内容
        1.6.3 创新点
2. 复合颗粒的制备与研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 TSF 的制备
        2.2.3 HAP 的制备
        2.2.4 HAP/TSF 复合材料的制备
        2.2.5 HAP/CS 复合材料的制备
        2.2.6 结构表征
        2.2.7 热重分析
    2.3 结果与分析
        2.3.1 扫描电镜分析
        2.3.2 红外光谱分析
        2.3.3 X 衍射分析
        2.3.4 热重分析
    2.4 本章小结
3. 复合材料的制备与性能测试
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 HAP-TSF/CS 复合材料的制备
        3.2.3 HAP-CS/TSF 复合材料的制备
        3.2.4 性能测试
    3.3 结果与分析
        3.3.1 压缩、弯曲性能分析
        3.3.2 形态分析
        3.3.3 断裂机理探讨
    3.4 本章小结
4. 阵列型TSF 纳米纤维构架的制备与表征
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验材料
        4.2.2 TSF 纺丝溶液的制备
        4.2.3 静电纺丝制备阵列型TSF 纳米纤维构架
        4.2.4 TSF 纤维毡的不溶处理
        4.2.5 结构表征
    4.3 结果与分析
        4.3.1 TSF 纤维毡的外观形貌分析
        4.3.2 VHX-600 数码显微镜分析
        4.3.3 扫描电镜分析
        4.3.4 红外光谱分析
        4.3.5 X 衍射分析
        4.3.6 TG 热分析
    4.4 本章小结
5. 骨的仿生矿化实验
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验材料
        5.2.2 模拟体液的制备
        5.2.3 矿化实验
        5.2.4 结构表征
    5.3 结果与分析
        5.3.1 场发射电镜分析
        5.3.2 红外光谱分析
        5.3.3 X 衍射分析
    5.4 本章小结
6. 结论
参考文献
附录：硕士研究生学习阶段发表论文
致谢



本文编号：3768406