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丝素蛋白除了具有无毒,无刺激性,易获取之外,还具有良好的生物相容性和降解性;又因其具有的独特的机械性能,且与胶原蛋白性质相似性,而被广泛运用在骨组织工程支架复合材料。很多研究已表明静电纺丝技术可以成功的制备丝素蛋白纤维,提供了三维支架材料。在仿生矿化过程中,在丝素蛋白有机模板的调控下,无机物在有机物模板与溶液相交的界面处产生化学反应,有机物组装体来控制无机物形成,在模板的诱导和抑制机制下形成了具有多级结构特点和特殊组装方式的无机—有机复合材料。在本实验中,将丝素蛋白与一种人体所需氨基酸-天门冬氨酸共混,利用静电纺丝技术制备了丝素蛋白共混三维纤维膜,并对纤维膜进行化学改性。同时利用乙醇处理来促使丝素蛋白结构向SilkⅡ(β-折叠)结构的转变;再对其进行了异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)处理,不仅保护了纤维膜的纤维结构,而且在膜的表面引入了羧基基团,以便于下一步诱导羟基磷灰石的形成。仿生合成是制备羟基磷灰石/丝素蛋白复合材料中常用到的一种方法。我们采用先对处理后的纤维膜进行预钙化,将纤维膜交替置于CaCl2溶液和K2HPO4溶液中,再将其置于1.5倍的人体仿生液中24h取出,即得到羟基磷灰石/丝素蛋白三维支架复合材料。利用红外光谱(FT-IR)测试,扫描电镜(SEM)测试,X-射线衍射(XRD)测试及电感耦合等离子体(ICP)测试,研究了复合材料形成过程中丝素蛋白结构变化,纤维膜形貌变化,复合材料结晶情况和化学组成以及PASP对复合材料的影响。1.首先探讨的是天冬氨酸小分子对复合材料的影响。静电纺丝技术是制备丝素蛋白纤维的一种很好的方法,制备的纤维连续,直径均匀,圆滑,无串珠。随着预钙化液中ASP含量的增加,复合材料的多孔结构更加密集,均匀;除此之外,纤维膜仿生矿化制得的复合材料的钙磷比呈稳定的上升趋势。但是,实验过程中纤维膜中的纤维结构遭到了破坏。2.研究了聚天冬氨酸对复合材料的影响。PASP的加入使得电纺纤维的直径变小,更加均匀;经过乙醇处理后,丝素蛋白以β-折叠结构为主;但是随着乙醇溶液的处理及生物矿化的进行,纤维结构遭到破坏;纤维膜表面无机矿物的堆积较少,羟基磷灰石结晶度较低,Ca/P摩尔比较低。3.为了保护复合材料的纤维结构,本实验对乙醇处理后的纤维膜进行了IPDI处理。由FT-IR,XRD可知丝素蛋白结构仍然存在;且SEM图片显示,纤维结构没有发生进一步的破坏,得到了保护;但是,其诱导羟基磷灰石的能力下降。因此,本实验在IPDI处理的基础上再运用DMPA处理纤维膜。结果显示,经过DMPA处理后的复合材料,不仅具有纤维结构,而且其能够诱导羟基磷灰石的生成;随着PASP含量的增加,复合材料的Ca/P摩尔比已经非常接近理想值1.67,在PASP含量为15%时超过了理想值;在复合材料表面,无机物自组装沉积,成功的形成了三维多孔支架结构。综上所述,本论文仿生矿化成功的制备了与自然骨组织结构,化学组成,结晶及形貌相似的三维支架结构,期望未来可以运用到实际的医疗过程中。