检索历史 清除

摘要家蚕丝因具有良好的生物相容性、优异的力学性能，且生物降解速率可控而成为一种普适性的生物材料，在组织修复研究领域引起了广泛的关注。然而不同组织的修复对支架的微观形貌、力学性能及降解性能等都有着不同的要求。对于血供丰富的组织的修复，支架应当具有良好的血管长入以及生成能力，以维持组织功能，因此制备具有促血管生成能力的多孔支架一直是实现上述组织成功修复的关键问题和巨大挑战。<br>　　前期研究表明，向新鲜丝蛋白溶液中添加丝蛋白纳米纤维有利于提高丝蛋白支架的成孔性。另外，分子运动性、电荷、亲水相互作用及浓度等因素可有效影响丝蛋白自组装过程，最终实现对丝蛋白结构的调控。基于上述基础，本文首先研究新鲜丝素蛋白溶液浓缩增加分子间亲水作用的影响，获得不同状态的丝蛋白溶液，随后制备支架，观察丝蛋白状态变化对最终支架性能的影响。实验结果表明，浓缩处理可以获得模量适宜内皮细胞生长的支架材料但由于其不溶性低而不利于后期应用。<br>　　随后，基于丝蛋白分子自组装原理，在不添加任何有机试剂的条件下，尝试通过改变分子运动性实现对丝素蛋白支架结构和性能的调控。将混合溶液在4oC、60oC、90oC不同温度下放置不同时间后，采用冷冻干燥法制备丝素多孔支架。结果表明，随着处理温度的提高和处理时间的增加，支架在水中稳定性提高，但力学性能同内皮细胞不匹配。最后，通过改变溶液pH值实现对电荷相互作用的调控，成功获得结晶度低、在水中稳定性好且模量范围适宜内皮细胞生长的支架材料。<br>　　为了验证材料在软组织修复和促血管再生的有效性，我们进行了体外细胞培养实验和体内血管化实验。通过在支架上进行骨髓间充质干细胞（rBMSCs）的细胞体外培养，研究不同力学性能的丝素多孔支架对rBMSCs附着、增殖、分化等细胞行为的影响。实验结果表明所制备支架具有良好的细胞相容性。分化实验结果表明所制备支架材料能够有效促进骨髓间充质干细胞向内皮细胞分化。SD大鼠皮下埋置实验显示上述支架能够有效促进血管的长入和组织更快修复。<br>　　综上所述，本研究通过自组装调控，设计出一种简单有效的方法制备微观结构、二级结构、力学性能可控的丝素多孔支架，显著提高了丝蛋白支架材料的血管长入能力，为不同软组织的修复提供了良好的基质材料。