丝胶蛋白羟基磷灰石复合材料的制备及生物相容性研究

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1、浙江理T大学硕+学位论文摘要生物矿化指的是生物体严格控制下形成无机矿物质的过程。仿生合成有机／无机复合材料不仅能帮助理解生物矿化机理，同时也能为制备生物矿化材料提供新思路，因此受到广泛关注。本研究在不同浓度的丝胶溶液中，利用化学沉淀法仿生合成丝胶／羟基磷灰石复合材料。用X射线粉末衍射仪(Ⅺm)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)等分析了复合材料的晶相组成、化学结构和微观形貌。最后，通过体外细胞培养评价了复合材料的生物相容性。结果表明，以丝胶蛋白为有机基质调控生成了类牙釉状羟基磷灰石，并对其

2、生长机理进行研究。TEM、SEM和AFM结果显示晶体是由直径大约10．20nm的纳米微晶聚集而成，当浓度较小为0．001％(w／v)时，纳米微晶聚集成长约70—100nm，宽约10．20nm的类牙釉状；当丝胶浓度到达1％(w／v)时，晶体尺寸长度超过200nm，宽度也达到了60—80nm；说明随着浓度的逐渐增大，晶体尺寸也随之增加。研究还发现，实验初始阶段，丝胶蛋白在搅拌作用下，自组装成亲水端向外的纳米小球，碱性环境使得小球带负电，能与羟基磷灰石微晶的晶面发生静电作用，从而阻断了在这些晶面发生的晶体一晶体间的融合，最后形成了类牙釉状的SS／HA复合颗粒。本研究将

3、不同浓度丝胶溶液调控所得SS／HA复合粉末和作为对照的纯羟基磷灰石粉末与MG．63细胞体外共同培养，研究复合材料的生物学性能。通过形态学观察，荧光染色观察以及MTT检测，与纯羟基磷灰石相比，丝胶与羟基磷灰石的复合材料更能促进MG．63细胞的增殖、生长，具有更好的生物活性，检测MG一63细胞的碱性磷酸酶(ALP)活性以及细胞上清液中骨钙素(Oc)含量，结果表明丝胶与羟基磷灰石复合材料更能促进细胞ALP活性的表达和诱导细胞分泌OC，使得MG．63细胞的成骨能力能到增强，是一种理想的复合生物材料。上述结果表明，本研究以丝胶为有机基质调控羟基磷灰石的结晶生长，制得类牙釉

4、状羟基磷灰石具有良好的生物相容性和生物活性。研究其生长机理，希望能为阐明蛋白质的生物矿化过程及其调控机理提供了理论依据，也可以为制备理想的复合生物材料提供新的思路。关键词：羟基磷灰石丝胶蛋白生物矿化生物相容性浙江理J：入学硕+学位论文AbstractBiomineralizationisthesophisticatedprocessofproductionofinorganicmineralsbylivingorganisms．Constructionoforganic—inorganichybridmaterials、析也controlledmineraliz

5、ationanalogoustothoseproducedbynaturehasrecentlyreceivedmuchattentionbecauseitCanaidinunderstandingthemechanismsofthebiomineralizationprocessanddevelopmentofbiomimeticmaterialsprocessing．Silksericin(ss)／hydroxyapatite(HA)compositeswerepreparedbyCO-precipitationmethodintheSSsolution诵t

6、hthedifferentSSconcentrationsfrom0．001“，／v)％to1(w／V)％．Themorphologies，components，physicalandchemicalpropertiesofthecompositescaffoldswereinvestigatedbyTEM，SEM，AFM，XRD，FTIR,etc．Theresultsshowedt11atatalowconcentrationofSS，i．e．，0．001(w／v)％，thecomposite州tllthesizeof70—100nlninlengthandl

7、0—20nnlinwidthWaspresentasassociationofnanoparticles．However，thesize，especiallythelengthofcompositesincreasedgraduallywiththeincreaseofSSconcentration．WhentheSSconcentrationWas1(w／v)％，theobtainedcompositeswereexhibitedasthewhiskermorphologywithasignificantlyincreasedlengthofmorethan2

8、00nnland60．8