混有丝素蛋白短纤维的丝素蛋白膜的制备和表征

【摘要】丝素是一种天然纤维蛋白，机械性能优良，具有优异的强度和韧性。而且生物相容性良好，降解产物对人体无害。丝素复合材料已经被广泛应用于生物医疗、组织工程等领域。本研究利用短纤维增强材料原理，将蚕丝短纤维以随机取向的方式混入丝素蛋白溶液中制备复合丝素膜，从人体生物学的角度出发，模拟膝关节半月板表面胶原短纤维蛋白层的结构和力学性能，探讨添加蚕丝短纤维的丝素膜用于组织工程修复的可能性，为下一步整合其他形式的丝素蛋白材料，构建具有多级复杂结构的人工半月板或其他组织打下基础。本文首先通过碱溶液水解蚕丝，制备10-600μm微米的蚕丝短纤维。通过一系列的条件优化得到最大的产率和最佳的均一度，制备方法重复性好。将短纤维按不同比例混入丝素蛋白膜中后，测定复合丝素膜的拉伸性能，进而优化复合丝素的制备方法和条件，证明了以30%质量比添加甘油的处理方法较水蒸汽、甲醇及超声处理方法得到的不溶膜成膜效果好。通过顶破强力实验测定复合丝素膜的压力分散效果并与纯丝素蛋白膜做比较。添加1%质量比蚕丝短纤维的复合丝素膜在微观形态上优于其他比例，纤维均匀分散在膜里，在机械性能上，拉伸强度达到10.5MPa，伸长达56.7%，符合半月板表面纤维蛋白层的强力要求。进一步通过红外光谱、X-射线衍射、差热分析等手段证明添加短纤维对丝素蛋白膜的材料性能不产生显著影响，并且通过酶降解及细胞活性测试等实验表明复合丝素蛋白膜具有良好的生物降解性和生物相容性，适合作为起缓冲作用的短纤维蛋白层替代物用于人工半月板的构建。本研究首次将丝素蛋白短纤维与薄膜整合到一个系统中，为半月板层级结构的人工构建和其他组织工程修复材料的研究打下了良好的基础。
【作者】李飞；
【导师】王晓沁；
【作者基本信息】苏州大学，纺织工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】丝素蛋白；短纤维；半月板表层；模拟；结构性能；

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