【摘要】：心臟、血管、神經(jīng)、肌肉、骨等作為人體重要的組織器官,對(duì)人體生命活動(dòng)起著重要作用,意外創(chuàng)傷、疾病等原因?qū)е碌慕M織缺損和器官病變嚴(yán)重威脅人體健康,器官移植是目前最為有效的治療方法,但存在供體嚴(yán)重缺乏的問題。因此,尋找更為有效的方法進(jìn)行組織修復(fù)一直是再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。綜合性能優(yōu)異的支架材料是提高組織修復(fù)效果的關(guān)鍵,絲蛋白(SF)由于具有良好的生物相容性、可降解性、可加工性及優(yōu)良的機(jī)械性能,在組織工程領(lǐng)域獲得了廣泛的關(guān)注,特別是具有類細(xì)胞外基質(zhì)納米纖維結(jié)構(gòu)的絲蛋白水凝膠正成為組織修復(fù)材料新的研究方向。溴化鋰溶絲法是制備絲蛋白溶液的常用方法,然而所制備絲蛋白存在復(fù)雜的構(gòu)象組成和納米結(jié)構(gòu),難以精確控制。本研究通過溶劑體系的設(shè)計(jì),調(diào)控溶液中最終絲蛋白的納米結(jié)構(gòu),獲得非晶態(tài)絲蛋白納米短纖維溶液,為絲蛋白納米纖維水凝膠的制備提供可靠基元。在此基礎(chǔ)上,利用PEG濃縮的方法來提高絲蛋白納米短纖維的濃度,以滿足制備力學(xué)性能可控的絲蛋白凝膠的需要。用過氧化氫酶交聯(lián)的方法最終獲得力學(xué)性能可調(diào)的水凝膠支架材料。通過改變絲蛋白納米短纖維、HRP、H2O2三者在溶液中的濃度,研究了水凝膠支架材料凝膠時(shí)間、二級(jí)結(jié)構(gòu)、納米結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能的變化情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明經(jīng)PEG濃縮處理后溶液的二級(jí)結(jié)構(gòu)并沒有發(fā)生顯著改變,HRP交聯(lián)后絲蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)仍然為以無規(guī)線團(tuán)為主的亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)。通過改變絲蛋白納米短纖維、HRP和H2O2三者的比例,能夠?qū)崿F(xiàn)水凝膠的力學(xué)性能在600Pa-20kPa范圍內(nèi)的可控設(shè)計(jì),滿足不同組織修復(fù)的力學(xué)要求。因此通過絲蛋白結(jié)構(gòu)的控制,利用HRP酶交聯(lián)的方法,我們獲得了力學(xué)性能可控范圍更廣,且含有納米纖維結(jié)構(gòu)的絲蛋白水凝膠材料。另一方面,考慮到課題組所制備高結(jié)晶絲蛋白納米線負(fù)電荷大,可在電場(chǎng)下形成取向結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),將高結(jié)晶絲蛋白納米線和非晶態(tài)絲蛋白納米短纖維以不同比例混合,在電場(chǎng)作用下進(jìn)行HRP交聯(lián),制備內(nèi)部具有納米纖維取向結(jié)構(gòu)的水凝膠,實(shí)現(xiàn)力學(xué)性能的進(jìn)一步提高。結(jié)果表明,通過HRP交聯(lián)和電場(chǎng)的共同作用,混合溶液中高結(jié)晶絲蛋白納米線在向電源正極發(fā)生定向移動(dòng)的同時(shí)非晶態(tài)絲蛋白納米短纖維發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),形成一種具有不同力學(xué)性能的復(fù)合凝膠材料,絲蛋白納米線與納米短纖維溶液的混合比例和電場(chǎng)作用時(shí)間的改變能實(shí)現(xiàn)靠近電源正極復(fù)合電凝膠的力學(xué)性能在100 kPa-500kPa范圍內(nèi)變化,靠近電源負(fù)極復(fù)合電凝膠的力學(xué)性能在50kPa-200kPa范圍內(nèi)變化。綜上所述,本研究通過HRP酶交聯(lián)和電場(chǎng)的作用成功制備出具有不同納米結(jié)構(gòu)和不同力學(xué)性能的水凝膠,以此為基礎(chǔ)通過改變絲蛋白、HRP和H2O2的濃度,混合溶液的比例,電場(chǎng)作用時(shí)間等實(shí)現(xiàn)了絲蛋白水凝膠力學(xué)性能的可調(diào)控性和結(jié)構(gòu)的多級(jí)有序性。本研究為絲蛋白功能性水凝膠支架材料在組織修復(fù)中的應(yīng)用奠定了一定的材料基礎(chǔ)。
[Abstract]:The heart, the blood vessel, the nerve, the muscle, the bone, as the important tissue and organ of the human body, play an important role in the human life, the tissue defect and organ disease caused by the accidental trauma, the disease and other causes seriously threaten the human health. The organ transplantation is the most effective treatment method at present, but there is a serious shortage of donor. Tissue repair for effective methods has always been a hot topic in the field of regenerative medicine. The scaffolding material with excellent comprehensive performance is the key to improve the effect of tissue repair. Silk protein (SF) has received extensive attention in the field of tissue engineering because of its good biocompatibility, biodegradability, processability and excellent mechanical energy. The silk protein hydrogel with the structure of the extracellular matrix nanofibers is becoming a new research direction in the tissue repair materials. Lithium bromide dissolution is a common method to prepare the silk protein solution. However, the prepared silk protein has complex conformation and nanostructures. The nano structure of the final silk protein in the solution is controlled, and the amorphous silk protein nanofiber solution is obtained, which provides a reliable basis for the preparation of silk protein nanofiber hydrogel. On this basis, the concentration of silk protein nanofibers is improved by PEG concentration method to meet the needs of the preparation of silk protein gel with controllable mechanical properties. The hydrogel scaffold material was finally obtained by the method of catalase crosslinking. The gelation time, the two grade structure, the nano structure and the mechanical properties of the hydrogel scaffold were studied by changing the concentration of the silk protein nanoscale, HRP, and H2O2 three in the solution. The experimental results showed that the solution was dissolved after PEG concentration treatment. The two stage structure of the liquid did not change significantly. The two grade structure of the HRP crosslinked silk protein was still a metastable structure based on the random line. By changing the ratio of silk fibroin nanoscale, HRP and H2O2 three, the controllable design of the mechanical properties of the hydrogel in the 600Pa-20kPa enclosure could be realized to meet the force of different tissue repair. Therefore, through the control of the silk protein structure and using the method of HRP enzyme crosslinking, we obtained the silk protein hydrogel materials with more controllable mechanical properties and nanofiber structure. On the other hand, considering the large negative charge of the nanowires with high crystal protein, the orientation structure can be formed under the electric field. The high crystalline silk protein nanowires and amorphous silk protein nanofibers were mixed in different proportions, and the HRP was crosslinked under the action of the electric field to prepare the hydrogel with nanofiber orientation structure. The results showed that the high crystalline egg in the mixed solution was highly crystallized in the mixed solution through the interaction of HRP and the electric field. The nanowires have a crosslinking reaction to the non crystalline silk protein nanoscale at the same time to the positive pole of the power supply, forming a composite gel with different mechanical properties. The mixing ratio of the silk protein nanowires and the nanofilm solution and the modification of the electric field action time can achieve the compound electrogel near the power cathode. The mechanical properties change within the range of 100 kPa-500kPa, and the mechanical properties of the composite electrogels are changed in the range of 50kPa-200kPa. To sum up, this study successfully prepared the water condensate with different nanostructures and different mechanical properties through the HRP enzyme crosslinking and the effect of the electric field. On this basis, the silk protein, HRP and H were changed. The concentration of 2O2, the proportion of mixed solution and the action time of electric field have realized the regulation of the mechanical properties of the silk protein hydrogel and the multi-level order of the structure. This study laid a certain material foundation for the application of silk protein functional hydrogel scaffold materials in the tissue repair.
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O648.17

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 周耀祖;;絲蛋白在化妝品生產(chǎn)上的應(yīng)用[J];今日科技;1991年02期

2 周文;陳新;邵正中;;紅外和拉曼光譜用于對(duì)絲蛋白構(gòu)象的研究[J];化學(xué)進(jìn)展;2006年11期

3 張秀玲;絲蛋白與化妝品[J];北京輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);1992年01期

4 于同隱,李光憲;絲蛋白纖維機(jī)理的模型——應(yīng)力作用下絲蛋白構(gòu)象的轉(zhuǎn)變[J];高分子學(xué)報(bào);1993年04期

5 江霞蓉;管娟;陳新;邵正中;;具有定向形貌的絲蛋白支架的制備[J];化學(xué)學(xué)報(bào);2010年18期

6 稚源;;柔絲蛋白纖維[J];紡織裝飾科技;2010年02期

7 張?jiān)S昌,曹麗華;絲蛋白在化妝品中的應(yīng)用[J];日用化學(xué)工業(yè);1990年06期

8 張野妹;潘志娟;;再生天然絲蛋白的分子構(gòu)象轉(zhuǎn)化特征與機(jī)理的研究現(xiàn)狀[J];絲綢;2013年07期

9 鄭慶康;許力勤;馮朝陽;杜劏;;絲蛋白—聚乙烯醇共混纖維弱酸性染料染色初探[J];絲綢;1992年12期

10 侯愛芹;絲蛋白的應(yīng)用價(jià)值[J];北京紡織;1998年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 俞淑英;陳新;;負(fù)載氟尿苷絲蛋白納米微球[A];2011年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2011年

2 徐玲;蔣欣泉;張富強(qiáng);;新型絲蛋白材料作為牙組織工程支架材料的試驗(yàn)研究[A];第六次全國(guó)口腔修復(fù)學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要匯編[C];2009年

3 梁洋;王春生;樸善花;薛超;安鐵洙;;蜘蛛拖絲蛋白基因嵌合體小鼠的研究[A];中國(guó)畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)動(dòng)物解剖學(xué)及組織胚胎學(xué)分會(huì)第十七次學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集（下）[C];2012年

4 宋林;王婷;邵正中;;不同動(dòng)物絲蛋白對(duì)碳酸鈣晶型的調(diào)控研究[A];2011年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2011年

5 寧方勇;梁洋;王春生;樸善花;安鐵洙;;轉(zhuǎn)蜘蛛拖絲蛋白基因逆轉(zhuǎn)錄病毒載體構(gòu)建與檢測(cè)[A];中國(guó)畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)動(dòng)物解剖學(xué)及組織胚胎學(xué)分會(huì)第十七次學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集（下）[C];2012年

6 寧方勇;梁洋;王春生;樸善花;安鐵洙;;轉(zhuǎn)蜘蛛拖絲蛋白基因逆轉(zhuǎn)錄病毒載體構(gòu)建與檢測(cè)[A];中國(guó)畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)動(dòng)物解剖學(xué)及組織胚胎學(xué)分會(huì)第十七次學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集（上）[C];2012年

7 楊宇紅;龔祖光;邵正中;;可注射再生絲蛋白-羥丙基纖維素水凝膠的研究[A];2011年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2011年

8 吳香香;;柔絲蛋白纖維色紡針織紗的開發(fā)與研究[A];2013全國(guó)染整可持續(xù)發(fā)展技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2013年

9 周歡;陳新;;再生絲蛋白纖維仿生制備的研究[A];2011年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2011年

10 吳香香;;柔絲蛋白纖維色紡針織紗的開發(fā)與研究[A];“聯(lián)勝杯”第八屆全國(guó)染色學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2013年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前8條

1 記者 李驍;把森林穿在身上：柔絲蛋白纖維閃亮中國(guó)國(guó)際針織博覽會(huì)[N];中國(guó)紡織報(bào);2009年

2 本報(bào)記者 底真真;質(zhì)次價(jià)低擾市場(chǎng)，，拉絲蛋白有點(diǎn)亂[N];中國(guó)食品報(bào);2013年

3 ;科學(xué)家使用絲蛋白培養(yǎng)軟骨細(xì)胞[N];中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2002年

4 孫寧華 周玉玲;我國(guó)絲蛋白人工皮膚研究取得突破[N];人民日?qǐng)?bào)海外版;2003年

5 底真真;品牌+技術(shù)，思路一“變”天地寬[N];中國(guó)食品報(bào);2013年

6 欣華;蘇州大學(xué)成功研制出絲蛋白人工皮膚[N];醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)報(bào);2005年

7 本報(bào)記者 溫維健;蠶絲下腳料也有大用處[N];中國(guó)紡織報(bào);2014年

8 特約記者　 孫寧華;蘇州大學(xué)重獎(jiǎng)科研成果產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化[N];中國(guó)紡織報(bào);2006年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 凌盛杰;絲蛋白結(jié)構(gòu)的同步輻射紅外表征和基于絲蛋白納米微纖復(fù)合材料的制備[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

2 程寧;絲蛋白復(fù)合支架對(duì)骨質(zhì)疏松狀態(tài)下骨缺損修復(fù)的比較性研究[D];武漢大學(xué);2015年

3 袁青青;再生絲蛋白材料的制備及其結(jié)構(gòu)與性能的研究[D];復(fù)旦大學(xué);2010年

4 王芹;蠶絲蛋白/離子液體溶液的流變學(xué)研究及再生絲蛋白材料的制備[D];復(fù)旦大學(xué);2013年

5 莫春麗;傅立葉變換紅外光譜對(duì)再生絲蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)的表征[D];復(fù)旦大學(xué);2009年

6 張岑岑;溶液體系下絲蛋白納米結(jié)構(gòu)組裝調(diào)控機(jī)制的研究[D];蘇州大學(xué);2014年

7 周麗;影響絲蛋白構(gòu)象的外源性因素以及再生絲蛋白纖維的制備[D];復(fù)旦大學(xué);2006年

8 龔祖光;桑蠶絲蛋白的微纖化和物理凝膠化研究[D];復(fù)旦大學(xué);2011年

9 許紅韜;擬蜘蛛牽絲蛋白基因在大腸桿菌和小鼠乳腺表達(dá)研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2004年

10 程成;蠶絲蛋白對(duì)無機(jī)物礦化的調(diào)控及其復(fù)合材料的研究[D];復(fù)旦大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 趙群;絲蛋白功能性水凝膠的制備和性能研究[D];蘇州大學(xué);2016年

2 章藝;纖維增強(qiáng)家蠶絲蛋白支架的設(shè)計(jì)及其在組織修復(fù)材料中的應(yīng)用[D];蘇州大學(xué);2016年

3 彭莉;基于高通量測(cè)序方法研究家蠶品種間產(chǎn)絲量差異[D];西南大學(xué);2016年

4 江霞蓉;絲蛋白及其復(fù)合材料的制備[D];復(fù)旦大學(xué);2010年

5 周歡;再生絲蛋白纖維的濕法紡絲研究[D];復(fù)旦大學(xué);2012年

6 林莎莎;含微納結(jié)構(gòu)且二級(jí)結(jié)構(gòu)可控的絲蛋白支架的研究[D];蘇州大學(xué);2012年

7 嚴(yán)佳萍;再生絲蛋白纖維的人工紡絲及其性能表征[D];復(fù)旦大學(xué);2009年

8 張榮;絲蛋白涂層聚丙烯網(wǎng)片的生物相容性和生物力學(xué)性能的研究[D];蘇州大學(xué);2011年

9 陳孟婕;再生絲蛋白納米藥物載體的制備及應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2011年

10 俞淑英;負(fù)載親水性抗癌藥物的絲蛋白納米微球[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2165827