水凝膠因具有與天然組織相似的結(jié)構(gòu)、特性以及性能可調(diào)控等優(yōu)點(diǎn),而在組織工程中作為支架材料廣泛使用。絲素蛋白由于機(jī)械性能優(yōu)異、生物相容性好和生物可降解等優(yōu)點(diǎn)廣泛用于水凝膠的制備,但目前的制備方法存在著制備條件不夠溫和,溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變速度太慢,或水凝膠的強(qiáng)度高但柔性和延展性不足的缺點(diǎn)。在這里,我們利用光驅(qū)動(dòng)交聯(lián)的方法制備了絲素蛋白和明膠的共聚水凝膠。通過(guò)這種方法,在紫外光和光引發(fā)劑的存在下,乙烯基修飾后的絲素蛋白和明膠共混溶液能夠在60 s的短暫時(shí)間內(nèi),實(shí)現(xiàn)溶膠到凝膠的轉(zhuǎn)變,得到的共聚水凝膠不僅具有柔性好可延展的特性,而且具有眾多性能可調(diào)和多生物學(xué)功能集成的優(yōu)點(diǎn)。具體的研究?jī)?nèi)容如下:（1）對(duì)絲素蛋白分子和明膠分子進(jìn)行了修飾,從而賦予它們紫外光活性。首先,使用單體甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA）對(duì)絲素蛋白進(jìn)行乙烯基的修飾。通過(guò)控制GMA的使用量,探索了修飾單體濃度對(duì)絲素蛋白分子上乙烯基修飾度的影響。通過(guò)對(duì)修飾前后絲素蛋白的紅外光譜（FT-IR）和核磁共振氫譜（¹H-NMR）的測(cè)定和分析,證實(shí)了在當(dāng)前實(shí)驗(yàn)條件下能夠成功在絲素蛋白分子上修飾乙烯基。核磁共振譜圖的定量計(jì)算結(jié)果表明... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

（a）家養(yǎng)桑蠶結(jié)出來(lái)的繭，（b）SF分子重鏈氨基酸的種類(lèi)和含量，（c）蠶絲纖維的結(jié)構(gòu)和再生SF水溶液的制備過(guò)程，（d）SF分子主要由二硫鍵連接在一起的重鏈和輕鏈組成，（e）SF分子重鏈的結(jié)構(gòu)[19-21]

江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文5網(wǎng)絡(luò)水凝膠。其中均聚物水凝膠指單一種類(lèi)的單體參與聚合形成水凝膠網(wǎng)絡(luò)；共聚物水凝膠是由兩種或者更多種類(lèi)單體聚合交聯(lián)形成的水凝膠，其中至少包含一種親水性單體；而半互穿網(wǎng)絡(luò)和互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠則是在形成第一網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，其他聚合物組分散在這些網(wǎng)絡(luò)之間或者形成第二交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)[35]。根據(jù)聚合物的來(lái)源又可以將水凝膠分為天然聚合物水凝膠、合成聚合物水凝膠和天然聚合物/合成聚合物復(fù)合水凝膠。天然聚合物水凝膠是由多糖和蛋白質(zhì)等天然聚合物材料交聯(lián)形成的水凝膠，這類(lèi)水凝膠通常具有較好的生物相容性和固有的生物可降解性等優(yōu)點(diǎn)。合成聚合物水凝膠是由合成聚合物如聚乙二醇（PEG）、聚乙烯醇（PVA）和聚丙烯酰胺（PAAm）等制備的水凝膠，它們通�？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)嵌段結(jié)構(gòu)和分子量設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)水凝膠性能如機(jī)械性能和降解性能的精確控制[36]。此外，還可以根據(jù)響應(yīng)類(lèi)型、帶電性質(zhì)和降解性能對(duì)水凝膠進(jìn)行分類(lèi)[37]（圖1.2）圖1.2水凝膠的分類(lèi)[37]Figure1.2Classificationofhydrogels[37]1.3SF基水凝膠如今已有眾多的聚合物用于水凝膠的合成，包括合成聚合物和天然聚合物，雖然合成聚合物具有可定制性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)清晰和重現(xiàn)性高等優(yōu)點(diǎn)，但是大多數(shù)合成聚合物水凝膠通常僅作為細(xì)胞的被動(dòng)支架，并不能促進(jìn)細(xì)胞間或者細(xì)胞與支架間的主動(dòng)相互作用[36]。與合成聚合物相比，天然聚合物特別是蛋白質(zhì)除了具有生物相容性和固有的生物可降解性能外，它們通常表現(xiàn)出獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征和生物活性，因此這些聚合物制備的水凝膠不但可以作為

江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文9（5）電場(chǎng)誘導(dǎo)電場(chǎng)誘導(dǎo)SF凝膠化是一個(gè)比較特別的現(xiàn)象，SF水溶液在25v的直流電場(chǎng)下，短暫的時(shí)間內(nèi)便會(huì)在陽(yáng)極表面形成肉眼可見(jiàn)的凝膠，在關(guān)閉電場(chǎng)時(shí)，這種凝膠能夠維持穩(wěn)定的形態(tài)，而在調(diào)換電極時(shí)其又能恢復(fù)溶液狀態(tài)，并在新建的陽(yáng)極表面形成全新的凝膠[60]（圖1.4a）。SF水溶液在電場(chǎng)作用下形成水凝膠，主要是因?yàn)殡姌O附近局部pH的降低，導(dǎo)致SF納米顆粒表面電荷的帶電狀態(tài)發(fā)生改變，失去靜電排斥的SF納米顆粒，進(jìn)一步組裝形成更大的微顆粒，并形成相互間的物理纏結(jié)，最終導(dǎo)致水凝膠的形成，當(dāng)電極被調(diào)換后，這些微顆粒表面又重新帶上電荷，并相互排斥，從而又重新分散到水相中[61-62]（圖1.4b）。電凝膠化過(guò)程SF分子并沒(méi)有發(fā)生β-折疊結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，而是主要以α-螺旋為主的無(wú)定型結(jié)構(gòu)存在，這是物理交聯(lián)SF水凝膠中為數(shù)不多的β-折疊結(jié)構(gòu)不參與交聯(lián)的水凝膠，因此水凝膠表現(xiàn)出較好的彈性和柔性。然而，該方法下使用的電場(chǎng)不適用于像細(xì)胞包埋之類(lèi)的應(yīng)用，而且SF電凝膠的制備對(duì)SF的溶液通常有一定的要求[60-62]。圖1.4（a）SF電凝膠的制備及其可逆過(guò)程[60]，（b）SF電凝膠化的機(jī)理[61]Figure1.4(a)PreparationandreversibleprocessofSFelectrogelation[60],(b)MechanismofSFelectrogelation[61]（6）添加劑誘導(dǎo)一些物質(zhì)如有機(jī)溶劑、十二烷基磺酸鈉（SDS）和羥丙基甲基纖維素（HPMC）等加入到SF水溶液中也能誘導(dǎo)SF形成水凝膠。甲醇或乙醇是誘導(dǎo)SF形成水凝膠時(shí)經(jīng)常用到的有機(jī)溶劑，此外用甘油誘導(dǎo)SF的凝膠化也有報(bào)道[41,63]。Wu等人將SDS添加到4wt%的SF水溶液中在人體溫環(huán)境下孵育，成功誘導(dǎo)SF凝膠化的轉(zhuǎn)變[64]。Luo等人將HPMC和SF以不同比例混合，并在70℃下孵育2h，也能誘導(dǎo)SF分子向β-折疊結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，形?


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