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一种含丝素蛋白的静电纺纳米纤维
/文 2013/07/31

丝素蛋白(SF)具有良好的生物相容性且来源广泛,然而纯丝素蛋白材料硬而脆,易断裂,可纺性差。而PVA是一种成本低廉的生物相容性聚合物,成膜性能好,具有良好的物理机械性能。本文使用了天津市卫生装备研究所提供的桑蚕丝、北京普博欣生物科技有限责任公司提供的透析袋。通过丝素蛋白与PVA的共混,能够改善丝素蛋白的缺陷,弥补其不足,并通过静电纺丝技术制得性能优良的纳米纤维材料。细且均匀的SF/PVA共混纳米纤维材料,在再生医学应用领域具有很大的潜在价值和前景。
蚕丝主要是由丝胶和丝素蛋白两部分构成。丝素蛋白是蚕丝的主要部分,含量约占蚕丝的70%~80%,丝素蛋白分子以反平行折叠链(β-sheet)构象为基础,形成直径约为10nm的微纤维,无数纤维密切结合组成直径约为1μm的细纤维,约100根细纤维沿长轴排列,构成直径为10~18μm的单纤维,这种单纤维就是丝素蛋白纤维。丝素蛋白作为一种天然的蛋白纤维材料,含有人体所必需的氨基酸,对活体组织具有良好的生物相容性,对机体无毒性、无致敏和刺激作用,丝素蛋白可部分生物降解,其降解产物本身不仅对组织无毒副作用,还对如皮肤、牙周组织等有营养与修复的作用。
SF/PVA共混静电纺纳米纤维作为组织工程支架,一方面由于电纺纳米纤维膜具有孔隙率高、长径比大、生物相容性好的优点,有利于细胞的黏附、迁移以及增值,指导细胞分化成熟细胞体;另一方面,神经、平滑肌血管内皮细胞、骨骼肌细胞等在组织的生长上具有方向性, 控制细胞按照一定的方向生长对其分化具有非常重要的作用。在生物相容性纳米纤维材料用于组织工程支架的研究中,人们也发现纳米纤维的取向度对于细胞的吸附和增殖具有重要作用,即细胞倾向于沿着纳米纤维取向的方向生长。  
由于丝素蛋白分子具有高度有序的反平行β-折叠构象,并且两条相邻的β-折叠肽链的N—H和C=O间形成氢键,结构很稳定,因此丝素在一般条件下是难以溶解的,只有在酸碱或是高浓度的中性盐溶液中才能水解,然而用酸碱会使丝素的分子量降低,不利于纺丝,所以一般用高浓度的中性盐溶液来溶解丝素。本论文采用CaCl2—C2H5OH—H2O三元溶剂溶解丝素。
本实验流程是:蚕丝脱胶—丝素溶解—丝素溶液透析—丝素溶液浓缩—丝素溶液浓度测定。

(详文见《技术纺织品》)
 

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