基于3D生物打印的天然蛛絲生物墨水的制備與應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2023-04-30 06:40
近幾年來,蛛絲逐漸成為材料、化學(xué)及生物等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。蛛絲因特有高強(qiáng)度、高韌性、抗低溫、抗紫外線和易生物降解等性能在作為生物材料研發(fā)方面被人們所認(rèn)可。由于天然蛛絲的獲得途徑有限,現(xiàn)階段關(guān)于蛛絲的研究大多針對重組蛛絲蛋白。由于基因工程重組技術(shù)難以獲得天然蛛絲的全長蛋白結(jié)構(gòu),天然蛛絲所具備的結(jié)構(gòu)和性能是重組蛛絲蛋白無法復(fù)制的,但天然蛛絲的生物應(yīng)用受限于其較差的溶解性。本論文前半部分淺析了蛛絲結(jié)構(gòu)對其溶解性的影響并用高濃度鹽溶液、離子液體、有機(jī)溶劑等對蛛絲及溶解性進(jìn)行深入探討;后半部分采用3D打印技術(shù),以天然蛛絲為原料,甲酸為溶劑,制備出3D打印生物墨水,通過配置打印參數(shù)打印獲得組織工程支架,并評價(jià)所制備的支架的生物相容性。具體步驟如下:(1)首先探討蛛絲結(jié)構(gòu)對蛛絲溶解性的影響,并采用脫膠處理將蛛絲外層的脂質(zhì)層破壞,大大增強(qiáng)蛛絲的親水性,使后續(xù)不同種類溶劑對蛛絲的影響實(shí)驗(yàn)得以進(jìn)行。溶解實(shí)驗(yàn)獲得結(jié)論:蛛絲在不同的溶劑中具有不同的溶解性,其中在以四丁基氫氧化銨(TBAH)40%水溶液和98%甲酸為溶劑的溶解液中有著良好的溶解性。研究了蛛絲在溶解過程中各階段的內(nèi)在反應(yīng),提出了用甲酸溶解蛛絲的機(jī)理...
【文章頁數(shù)】:64 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 蛛絲蛋白的研究現(xiàn)狀
1.2.1 天然蛛絲蛋白
1.2.2 重組蛛絲蛋白
1.3 蛛絲與蠶絲的對比
1.4 蛛絲蛋白的應(yīng)用前景
1.4.1 紡織領(lǐng)域
1.4.2 軍事防護(hù)領(lǐng)域
1.4.3 航天航空領(lǐng)域
1.4.4 組織工程領(lǐng)域
1.5 組織工程簡介
1.6 3D打印簡介
1.6.1 3D打印技術(shù)基本概念
1.6.2 3D打印的主流技術(shù)
1.6.3 3D打印材料
1.7 本論文的研究內(nèi)容、創(chuàng)新點(diǎn)及意義
1.7.1 研究內(nèi)容
1.7.2 本研究創(chuàng)新點(diǎn)及意義
第二章 新型蛛絲的溶解工藝探索
2.1 前言
2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
2.2.1 材料與儀器
2.2.2 蛛絲的脫膠處理
2.2.3 脫膠蛛絲與天然蛛絲的對比
2.2.4 多種溶劑對蛛絲的溶解能力對比
2.2.5 蛛絲溶解過程模擬
2.2.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 天然蛛絲與脫膠蛛絲的對比結(jié)果
2.3.2 不同溶劑對蛛絲溶解能力對比結(jié)果
2.3.3 蛛絲溶解過程分析
2.4 本章小結(jié)
第三章 蛛絲蛋白生物墨水的制備及3D打印支架的表征
3.1 前言
3.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
3.2.1 材料與儀器
3.2.2 蛛絲蛋白生物墨水的制備
3.2.3 蛛絲蛋白生物墨水流變性能的測定
3.2.4 蛛絲蛋白3D打印支架的制備
3.2.5 支架SEM表征
3.2.6 支架孔隙率測定
3.2.7 支架力學(xué)性能測定
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 蛛絲蛋白生物墨水流變性能分析
3.3.2 蛛絲蛋白打印支架SEM表征分析
3.3.4 支架力學(xué)性能分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 蛛絲蛋白基3D打印支架的生物相容性評價(jià)
4.1 前言
4.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
4.2.1 材料與儀器
4.2.2 .細(xì)胞提取與細(xì)胞培養(yǎng)
4.2.3細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)
4.2.4細(xì)胞粘附實(shí)驗(yàn)
4.2.5大鼠皮下包埋實(shí)驗(yàn)
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 細(xì)胞增殖評價(jià)
4.3.2 細(xì)胞粘附評價(jià)
4.3.3 大鼠皮下包埋評價(jià)
4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 本論文主要結(jié)論
5.2 問題與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間科研成果及獲獎(jiǎng)情況
致謝
本文編號(hào):3806635
【文章頁數(shù)】:64 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 蛛絲蛋白的研究現(xiàn)狀
1.2.1 天然蛛絲蛋白
1.2.2 重組蛛絲蛋白
1.3 蛛絲與蠶絲的對比
1.4 蛛絲蛋白的應(yīng)用前景
1.4.1 紡織領(lǐng)域
1.4.2 軍事防護(hù)領(lǐng)域
1.4.3 航天航空領(lǐng)域
1.4.4 組織工程領(lǐng)域
1.5 組織工程簡介
1.6 3D打印簡介
1.6.1 3D打印技術(shù)基本概念
1.6.2 3D打印的主流技術(shù)
1.6.3 3D打印材料
1.7 本論文的研究內(nèi)容、創(chuàng)新點(diǎn)及意義
1.7.1 研究內(nèi)容
1.7.2 本研究創(chuàng)新點(diǎn)及意義
第二章 新型蛛絲的溶解工藝探索
2.1 前言
2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
2.2.1 材料與儀器
2.2.2 蛛絲的脫膠處理
2.2.3 脫膠蛛絲與天然蛛絲的對比
2.2.4 多種溶劑對蛛絲的溶解能力對比
2.2.5 蛛絲溶解過程模擬
2.2.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 天然蛛絲與脫膠蛛絲的對比結(jié)果
2.3.2 不同溶劑對蛛絲溶解能力對比結(jié)果
2.3.3 蛛絲溶解過程分析
2.4 本章小結(jié)
第三章 蛛絲蛋白生物墨水的制備及3D打印支架的表征
3.1 前言
3.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
3.2.1 材料與儀器
3.2.2 蛛絲蛋白生物墨水的制備
3.2.3 蛛絲蛋白生物墨水流變性能的測定
3.2.4 蛛絲蛋白3D打印支架的制備
3.2.5 支架SEM表征
3.2.6 支架孔隙率測定
3.2.7 支架力學(xué)性能測定
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 蛛絲蛋白生物墨水流變性能分析
3.3.2 蛛絲蛋白打印支架SEM表征分析
3.3.4 支架力學(xué)性能分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 蛛絲蛋白基3D打印支架的生物相容性評價(jià)
4.1 前言
4.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
4.2.1 材料與儀器
4.2.2 .細(xì)胞提取與細(xì)胞培養(yǎng)
4.2.3細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)
4.2.4細(xì)胞粘附實(shí)驗(yàn)
4.2.5大鼠皮下包埋實(shí)驗(yàn)
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 細(xì)胞增殖評價(jià)
4.3.2 細(xì)胞粘附評價(jià)
4.3.3 大鼠皮下包埋評價(jià)
4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 本論文主要結(jié)論
5.2 問題與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間科研成果及獲獎(jiǎng)情況
致謝
本文編號(hào):3806635
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