共沉淀共混两步法制备羟基磷灰石丝素蛋白复合支架材料的研究

《共沉淀共混两步法制备羟基磷灰石丝素蛋白复合支架材料的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、浙江理．I：人学硕十学位论文摘要羟基磷灰石(HA)／丝素蛋白(SF)复合材料由于具有较好的力学性能、生物相容性及骨传导活性，且HA在结构和组成上与骨基质相似，与骨骼具有很强的键合能力，是一类较有前途的骨科固定和修复材料。但由于无机纳米粒子和有机高分子单纯物理共混，存在着无机／有机两相问界面结合差，材料力学性能尚不能满足骨科固定和修复需要，材料降解速率与骨组织生长速度不匹配等缺陷。为了克服以上缺陷，我们采用共沉淀．共混两步法研制了纳米羟基磷灰石与丝素蛋白多孔复合材料。本文首先通过共沉淀法在分子水平上制备了丝素蛋白与H

2、A的纳米针状复合物，即s．HA，再将其与丝素蛋白共混，通过冷冻干燥制成复合支架材料s．HA／SF。用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、热重分析仪(TGA)、万能压力试验机等分析了复合材料的晶相组成、微观形貌、化学结构、热稳定性，降解性能和机械性能。最后，通过细胞培养评价了复合支架材料的生物相容性。主要从以下几个方面开展工作：1．在超声波辅助作用下，采用共沉淀法将SF分子与HA纳米粒子进行复合，并研究丝素蛋白含量和离子浓度对羟基磷灰石晶体

3、结构及形貌等影响，确定了制备s．HA的工艺条件。在s．HA复合粉末中，SF蛋白与纳米HA结合稳定，s．HA为分散均匀的针状晶体。2．采用共混法将s．HA与SF蛋白复合，通过冷冻干燥制成复合多孔支架材料s．HA／SF。XRD和FTIR分析结果表明：复合支架材料中SF具有热力学稳定性及力学性能良好的D一折叠构象；通过对复合支架微观结构的观察发现，三维支架材料具有良好的贯通性，孔隙分布均匀，孔径均一，为100～200gm左右；s．HA颗粒在SF基体中具有更均一的分散性，而且针状的s．HA提高了复合支架材料的力学强度，支架

4、材料的压缩模量和压缩强度分别达到3．12MPa和350KPa。同时，支架材料具有较高的空隙率，良好的持水性和一定的生物降解性能。3．本研究通过在复合支架材料上种植人成骨细胞MG-63，进一步研究了复合材料的生物相容性。培养3d、5d、7d后，观察细胞的增殖，测定了其生物学特性。细胞／支架复合体的体外细胞培养实验表明：MG．63细胞在s．HA／SF复合支架上粘附铺展良好，并分泌细胞外基质。s．HA／SF支架材料有利于细胞的黏附，增殖和生长，可以促进细胞碱性磷酸酶(ALP)活性的表达，并且可以诱导骨钙素(OC)分泌增加

5、，促进细胞成骨性能的表浙江理工大学硕士学位论文达，是一种理想的复合生物材料。综上所述，复合支架材料s．HA／SF具有良好的生物相容性，提高了其细胞黏附和增殖性能，针状的s—HA复合物提高了复合材料两相间界面结合力，增强了材料的分散性和稳定性。孔径均匀的s．HA／SF复合多孔材料可以用作骨组织工程的支架材料，从而为组织工程多孔支架材料的制备提供了新的思路和方法。关键词：纳米羟基磷灰石丝素蛋白纳米复合材料组织工程支架生物相容性II浙江理T大学硕十学位论文AbstractThebiodegradablematerialo

6、fhydroxyapatiteandsilkfibroin(HA／SF)possessesgoodbiocompatibilityandosteoconductivity．Becauseofsimilarconstitutestobonematrix，thecompositepossessesgreatbone-bondingproperties．Itisakindofpromisingmaterialforbonefixationandrepair．However,organicmacromolaculeandi

7、norganicnano—particlesofthecompositeareblendedphysically，andthepoorinterfaceadhesionoftwophases(HAandSF)resultsinillstrengthpropertyunsuitedforbonefixationandrepair．Moreover，thedegradationperiodofmaterialisunequaltobonegrowthspeed．Inordertoovercomethedisadvant

8、ages，thenovelcompositeofnano—HAandSFwaspreparedbychemicalcoprecipitationmethodandsolutionmixing．Nano—HAsurfacewasgraftedbySFtoprepareneedle-likenano—HA／SFcomposite(s—HA)，thenblende