近年來(lái),基于分層制造原理迅速發(fā)展起來(lái)的生物三維（3D）打印技術(shù),為組織器官再生和臨床修復(fù)治療等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)了新的研究思路與解決方案。3D打印技術(shù)所用的生物墨水必須具備合適的交聯(lián)機(jī)制來(lái)完成所需結(jié)構(gòu)體成型,而且打印材料必須具備穩(wěn)定的生物相容性和合適的力學(xué)性能。目前,適用于生物3D打印技術(shù)的生物墨水已經(jīng)成為制約該技術(shù)發(fā)展的一個(gè)阻礙。絲素蛋白材料由于其良好的生物相容性、可控的生物降解性、無(wú)免疫原性以及來(lái)源豐富等優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)在生物3D打印領(lǐng)域受到了研究者的廣泛關(guān)注。但由于其自然凝膠過(guò)程緩慢,3D打印成型性差,限制了其在生物3D打印領(lǐng)域的應(yīng)用。本論文基于擠出式生物3D打印技術(shù),開(kāi)發(fā)了一種純絲素蛋白墨水材料的制備工藝,成功實(shí)現(xiàn)了純絲素蛋白水凝膠的3D打印成型。通過(guò)工藝開(kāi)發(fā)和優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了打印支架宏觀-微觀結(jié)構(gòu)的有效控制,并探討了純絲素蛋白墨水材料對(duì)電場(chǎng)和溫度的依賴性,提出了電場(chǎng)和溫度對(duì)絲素蛋白凝膠過(guò)程的調(diào)控機(jī)理。同時(shí),還研究了所打印的純絲素蛋白支架的細(xì)胞相容性和力學(xué)性能。通過(guò)本課題的探索研究,不僅可解決擠出式生物3D打印面臨的部分技術(shù)難題,同時(shí)也提出了一種開(kāi)發(fā)新型絲素蛋白墨水材料的研究思路。主要研... 

【文章來(lái)源】：蘇州大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：92 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１四種生物３Ｄ打印技術(shù)的示意圖

生物膜等不同形式，并應(yīng)用在組織工程和再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域［７３］。??Ｑ???無(wú)定釀?ｆ?邊?１?Ａ！?Ｓｉｌｋ?ＩＩＩ?）??（?１０－１５ｎｒａ）??細(xì)纖維（約丨〇〇根?—晶態(tài)區(qū)域Ｕｉｉｋ?ｉｎ??絲絲膠??Ｇ?Ａ?Ｇ?Ａ?Ｇ?Ｓ??？?Ｈ?？?Ｈ?？＼?Ｈ?？＼?Ｈ?？＼?Ｈ?？＼??ｌ?Ｊ?ｈ２ｎ－ｃｈｃ－ｏ－ｎ－ｃｈｃ－ｏ－ｎ－ｃｈｃ－ｏ－ｎ－ｃｈｃ＾ｏ－ｎ－ｃｈｃ－ｏ－ｎ－ｃｈｃ－ｏｈ??＾?ｈ?ｃｈ３?ｈ?ｃｈ３?ｈ?ｃｈ２?ｎ??ＯＨ??圖１－２蠶絲的結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｓｉｌｋ??根據(jù)不同的層次結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)可分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)。一級(jí)結(jié)構(gòu)??決定著高級(jí)結(jié)構(gòu)，三、四結(jié)構(gòu)是以二級(jí)結(jié)構(gòu)為基矗絲素蛋白是由１８種氨基酸??構(gòu)成，其中甘氨酸（Ｇｌｙ）、丙氨酸（Ａｌａ）和絲氨酸（Ｓｅｒ）的含量最高并且按??照一定的序列結(jié)構(gòu)排列成比較規(guī)整的鏈段形成結(jié)晶區(qū)域；非結(jié)晶區(qū)是由側(cè)基較大??的苯丙氨酸（Ｐｈｅ）、色氨酸（Ｔｉｐ）和酪氨酸（Ｔｙｒ）等形成［７４］。絲素蛋白分子??鏈主要是由三個(gè)亞單元組成，分別是重鏈（Ｈ），輕鏈（Ｌ）和ｐ２５糖蛋白，如??圖１－３所示。其中，Ｈ鏈的分子量？３５０ｋＤａ，是以Ｇｌｙ－Ａｌａ－Ｇｌｙ－Ａｌａ－Ｇｌｙ－Ｓｅｒ序列??作為重復(fù)單元構(gòu)成氨基酸結(jié)構(gòu)序列，能夠通過(guò)分子內(nèi)或分子間（包括氫鍵、范德??華力和疏水作用）自組裝成（３－折疊或晶體結(jié)構(gòu)，這也是絲素蛋白機(jī)械性能較高的??原因之一［￥７６］。Ｌ鏈的分子量￣２６ｋＤａ，比Ｈ鏈更小且有序，相對(duì)具有彈性，并??且其序列不參與ＳＦ?（無(wú)定形區(qū)域）中的結(jié)晶區(qū)域的形成Ｆ１。在Ｈ鏈的Ｃ端通過(guò)

第一章?基于絲素蛋白墨水材料的擠出式生物三維打印技術(shù)的研宄??一對(duì)二硫鍵共價(jià)結(jié)合Ｌ鏈形成ＨＬ復(fù)合物。該復(fù)合物還以６：６：１的比例非共價(jià)結(jié)??合分子量為？２５?ｋＤａ的糖蛋白ｐ２５，形成膠束單元［７７１。??ＨｙｄｒｏｐｈｉＵｃｒｃＲｉｏｎ．?Ｓｉｌｋ?ｆｉｂｒｏｉｎ?ｌ．＾ｈａｉａ?’道?ｎｂｒｏｉｎ?Ｈ＜ｈａｉｎｓ?ｐ－ｓｈｃ，．?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??Ｌ——＾?Ａｍｉｎｏ?ａｃｉｄ?ｒｅｐｅａｔｉｎｇ?ｕｎｉｔｓ?？?Ｃ－�。悖颍恚椋睿酰�??圖１－３天然絲素蛋白結(jié)構(gòu)的組成示意圖：（ａ）?Ｈ－Ｌ復(fù)合物的組成；（ｂ）Ｈ鏈組??裝形成（３－折疊結(jié)構(gòu)；（ｃ）通過(guò)無(wú)定形區(qū)域連接的（３－折疊結(jié)構(gòu)。??Ｆｉｇ．?１－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｆ?ｎａｔｕｒａｌ?ｓｉｌｋ?ｆｉｂｒｏｉｎ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ：?（ａ）??ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｈ－Ｌ?ｃｏｍｐｌｅｘ；?（ｂ）?ａｓｓｅｍｂｌｙ?ｏｆ?Ｈ?ｃｈａｉｎ?ｔｏ?ｆｏｒｍ?Ｐ?－ｓｈｅｅｔ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；?（ｃ）??Ｐ?－ｓｈｅｅｔ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ?ｂｙ?ａｍｏｒｐｈｏｕｓ?ｒｅｇｉｏｎｓ．??１．３．１．２絲素蛋白的構(gòu)象及聚集態(tài)結(jié)構(gòu)??蛋白質(zhì)的構(gòu)象通常以ａ－螺旋（ａ－ｈｅｌｉｘ）、（３－折疊（（３－ｓｈｅｅｔ）、（３－轉(zhuǎn)角（ｐ－ｔｕｍｓ）??和無(wú)規(guī)卷曲（ｒａｎｄｏｍ?ｃｏｉｌ）四種為主，其ｐ－折疊有平行ｐ＿折疊和反平行（３－折疊兩??種類型。絲素蛋白分子之間的平行（３－折疊的氫鍵比較長(zhǎng)并且呈非線性，然而反平??行Ｐ－折疊的氫鍵比較短并且呈線性排列，分子鏈段之間的組裝最好，能量處于

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]3D生物打印技術(shù)在骨組織工程中的應(yīng)用[J]. 胡超然,邱冰.  中國(guó)組織工程研究. 2018(02)
[2]透明質(zhì)酸交聯(lián)衍生物的研究進(jìn)展[J]. 魏健,劉建建,黃思玲,李漫,李霞,郭學(xué)平.  高分子材料科學(xué)與工程. 2017(10)
[3]絲素蛋白分子的構(gòu)象轉(zhuǎn)變及自組裝行為[J]. 于成龍,關(guān)國(guó)平,余劭婷,程志,吳雨芬,王璐.  生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)進(jìn)展. 2017(03)
[4]絲素蛋白/殼聚糖復(fù)合材料在組織工程中應(yīng)用的研究進(jìn)展[J]. 李大為,何進(jìn),何鳳利,劉雅麗,鄧旭東,葉雅靜,尹大川.  中國(guó)生物工程雜志. 2017(10)
[5]3D打印絲素蛋白/膠原蛋白支架的制備及性能[J]. 孫凱,李瑞欣,范猛,李軼津,董寶康,李暉.  中國(guó)組織工程研究. 2017(02)
[6]基于自組裝的絲素蛋白材料應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 王蜀,蔣瑜春,劉祖蘭,陳麗嫚,杜亞男,張?jiān)?  蠶學(xué)通訊. 2013(02)
[7]組織工程修復(fù)骨及軟骨缺損的現(xiàn)狀及展望[J]. 王秋玲,呂玉明,謝德明.  中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù). 2009(37)

碩士論文
[1]三維打印海藻酸鈉/改性明膠復(fù)合水凝膠支架的制備與骨修復(fù)性能研究[D]. 陳海婷.華南理工大學(xué) 2018
[2]再生絲素蛋白自組裝分子機(jī)理及影響因素探究[D]. 馬夢(mèng)佳.上海交通大學(xué) 2014
[3]再生絲素蛋白結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的研究[D]. 熊思勇.蘇州大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3570596