絲素蛋白

絲素蛋白基共混納米纖維的制備及在軟組織修復中的應用

在生命系統中,細胞外基質在調控細胞行為中起著重要的身高的英語 作用,為細胞的黏

附、增殖、遷移和分化提供具體的配體。作為組織工程的支架材料,最佳的設計應

該盡可能地仿生天然細胞外基質。

人體內細胞外基質是由膠原蛋白和糖氨聚糖（GAGs交聯而成的納米纖維凝膠

網絡，纖維直徑為50-500nm靜電紡絲可以制備幾十納米到幾微米的超細纖維制備的

納米纖維支架可以仿生天然細胞外基質的結構,具有高的比表面積、高的孔隙率,

有利于細胞的黏附、增殖、遷移和分化。

絲素蛋白是一種資源豐富的天然蛋白質,由于其具有良好的生物相容性、生物

可降解性、良好的透氣、透濕性、無免疫原性等優異的性能被廣泛用于組女人背影圖片 織工程領

域。然而單一組分的絲素蛋白納米纖維脆性大,柔韌性差,作為用于軟組織修復（如

皮膚、血管、神經導管等）的支架材料,難以滿足其力學性能的要求,尤其對于

力學性能要求較高的血管和神經導管等管狀支架。

同時,作為組織修復的支架材料,最佳的設計應該是從結構、組成上仿生細胞

外基質,進而實現功能上仿生。本課題從仿生天然細胞外基質的角度出發,首先采

用靜電紡的方法制備了絲素蛋白（SF）/羥丁基殼聚糖（HB茶樓取名 C）共混納米纖維并對其

性能進行了研究。

掃描電鏡（SEM顯示隨著共混物中HBC勺含量從20%曾加到100%纖維的直徑逐

漸減小。通過紅外光譜（FTIR）、13CCP/MA骸磁共振（13CCP/MASNMF分析,發現

SF與HBC分子間存在一定的相互氫鍵作用,然而HBC的加入沒有誘導SF的構象從無

規線團轉變成B-折疊結構。

X-射線衍射（XRD）分析發現SF與HB（共混后,出現了新的結晶峰,且結晶度提

高,進一步說明HBC和SF分子間有一定的相互氫鍵作用。熱重分析(Tg)的結果表明

與純的HBC靜電紡納米纖維膜相比較，共混后熱穩定性有所提高。

靜電紡納米纖維膜的親水性隨著共混物中HBC含量的增加而減小，但仍保持良

好的親水性能。力學性能的結果表明,當SF和HBC勺質量比為20：80時，斷裂強

度和斷裂伸長率都明顯地提高,力學性能有所改關于過年的散文 進。

為了改善SF/HBC共混納米纖維膜在體內和體外的穩定性,用京尼平蒸氣作為交

聯劑,戊二醛和乙醇蒸氣作比較,對SF/HBC共混納米纖維膜進行了交聯并對其性能進

行了研究。通過對交聯后以及在去離子水中中國電信是國企還是央企 浸泡4天后的靜電紡納米纖維膜的SEM

觀察,結果表明京尼平蒸氣交聯的合適時間為24h,同時,戊二醛蒸氣交聯24h后的

纖維膜也具有良好的水抵抗性,而乙醇蒸氣處理24h后的靜電紡纖解約協議 維膜浸泡后不

能保持纖維的結構。

孔徑和孔隙率的測試結果表明京尼平蒸氣和戊二醛蒸氣交聯的納米纖維膜比乙

醇蒸氣處理的納米纖維膜平均孔徑和孔隙率要大。不同質量比的SF/HBC共

混納米纖維膜用京尼平蒸氣交聯后,應變都稍有下降,應力都有明顯地提高,且

比相同條件下戊二醛蒸氣交聯、乙醇蒸氣處理后的力學性能更好。

交聯后共混納米纖維膜的親水性略有下降。衰減全反射傅立葉紅外光譜(FTIR-

ATR)和13CCP/MASNM表征結果顯示京尼平和戊二醛都能作為交聯劑與SF和HBC發

生交聯反應,且京尼平能使SF的構象從無規線團轉變成B-折疊。

通過內皮員工績效考核管理辦法 細胞在不同質量比的SF/HBC納米纖維膜支架的增殖情況及細胞形貌觀

察對細胞相容性進行了評價，結果表明細胞在純的SF和不同質量比的SF/HBC納米纖

維膜支架的增殖速率高于或接近培養板(TCP)。而純的HBC納米纖維支架略差一些

從長時間細胞培養來看,京尼平蒸氣交聯的SF/HBC納米纖維膜支架比戊二醛蒸

氣交聯更有利于細胞的增殖。SEM觀察發現內皮細胞能在純的SF及不同質量比的

SF/HBC納米纖維支架上更好的黏附和擴散。

京尼平蒸氣交聯的SF/HBC納米纖維膜支架作為皮膚缺損修復動物實驗的結果表

明其具有良好體內相容性,能促進傷口的愈合。從長遠考慮,京尼平也許是一種交

聯SF/HBC共混靜電紡納米纖維更理想的方法。

由于SF和HBC都是天然材料,共混后力學性能仍然較差,難以滿足力學性能要求

較高的血管、神經導管等管狀支架的要求。因而將SF與力學性能優良的聚乳酸-聚

己內酯共聚物(P(L遼沈戰役簡介 LA-CL)(50:50))共混靜電紡成納米纖維。

SEM的結果顯示纖維直徑隨著P(LLA-CL)含量的增加而增大,在共混比例相同時

纖維直徑隨溶液總濃度的增加而逐漸增大。通過X-射線光電子能譜(XPS)、

FTIR及固態13CCP/MASNM分析表明SF主要分布于纖維的表而,并且SF和P(LLA-

CL)沒有發生明顯的共價鍵作用,仍保持了為細胞提供結合位點的生物功能基團。

隨著SF含量的逐漸增加,納米纖維膜的親水性逐漸增強,與純SF及P(LLA-CL)納

米纖維膜相比較,SF/P(LLA-CL)共混納米纖維膜的力學性能得到明顯地改善,且可

以通過兩者的比例裁剪以滿足不同支架材料的力學性能的需要。

在模擬體內環境37CPBS緩沖液(7.40.1)的條件下，對SF/P(LLA-CL)共混納米

纖維膜的體外降解性能進行了探討。

通過對降解不同時間后納米纖維膜的失重、降解液的pH值變化、納米纖維

膜的形貌觀察、熱分析(DSCTG)、XRD及FTIR-ATR等一系列的分析和表征,研究結

果表明純的SF靜電紡纖維膜基本上不降解,純的P(LLA-CL)靜電紡纖維告訴你一件新鮮事 膜降解最快。

同時，SF/(PLLA-CL)共混靜電紡纖維膜的降解研究發現SF的加入,使

P(LLA-CL)的降解速率降低。

其主要原因可能是SF與P(LLA-CL)存在較強的分子間相互作用力阻礙了P(LLA-

CL)分子鏈的運動。以內皮細胞為種子細胞，研究了SF/P(LLA-CL)共混納米纖維膜

的細胞相容性,而且以新西蘭兔為動物模型,采用皮下植入法,研究了不同比例

SF/P(LLA-CL)共混納米纖維膜在體內的組織相容性。

MTT吉果顯示,含有SF的納米纖維支架比純的P(LLA-CL)納米纖維支架更有

利于內皮細胞的黏附，并且與純的P(LLA-CL)納米纖維支架相比,SF/P(LLA-CL)

共混納米纖維支架更能促進內皮細胞的增殖,尤其當SF/P(LLA-CL)的比例為25:75

時，更有利于內皮細胞的生長。SEM觀察發現內皮細胞在共混納米纖維上能更好的擴

散形成內皮單層。

皮下植入實驗的結果說明不同比例的SF/P(LLA-CL)共混納米纖維支架具有良好

的體內組織相容性。采用高速旋轉滾筒接收裝置制備了取向SF/P(LLA-CL)(25:75)

納米纖維并研究了其與雪旺細胞的相互作用。

滾筒旋轉速率對纖維取向度及直徑影響的研究發現,隨著旋轉速率的逐漸增

加,取向度逐漸增大,而纖維直徑沒有明顯的變化。力學性能測試的結果表明,取向

納米纖維膜的力學性能存在各向異性,在纖維平行方向的斷裂應力比纖維垂直方向

的斷裂應力大的多。

對雪旺細胞在取向、無規的靜電紡纖維膜上的增殖和細胞形態進行了研究。

增殖實驗的結果表明雪旺細胞在SF/P(LLA-CL)取向和無規靜電紡纖維上增殖均高于

取向和無規的P(LLA-CL)靜電紡纖維上的增殖,且細胞在取向SF/P(LLA-CL)納米纖維

上的增殖要高于無規SF/P(LLA-CL)納米纖維上的增殖

通過SEM觀察細胞的形貌,結果顯示在取向SF/P(LLA-CL)納米纖維上細胞是沿

著纖維方向生長和拉長,并且細胞與細胞之間及細胞與纖維之間很好地融合在一

起,而在其它纖維上細胞呈現為所有方向上擴散的形貌。說明取向SF/P(LLA-CL)納

米纖維的拓撲結構能引導細胞沿著纖維的方向生長。

以SD大鼠作為動物模型,取向SF/P(LLA-CL)(25:75)納米纖維制成的神經導管

用于橋接大鼠坐骨神經10mn缺損。P(LLA-CL)納米纖維制成的神經導管和自體神經

作為對照組。

術后4周和8周從大體觀察、電生理檢測、組織學和免疫組織學分析以及圖

像分析等指標檢測比較各組坐骨神經再生的情況。所有的結果均表明：取向

SF/P(LLA-CL)納米纖維神經導管組再生神經纖維的質量和數量均優于取向P(LLA-CL)

納米纖維神經導管組。

與取向P(LLA-CL)納米纖維神經導管相比，SF/P(LLA-CL)納米纖維神經導管更

能促進周圍神經的再生。與自體神經組相比較還是略差一點