多孔丝素蛋白材料及其在生物医学领域研究新进展

丝素蛋白因其独特的机械性能和理化性质、良好的生物相容性和可调控的生物降解性,并且物美价廉,在组织工程领域得到越来越多的研究和应用。本文就丝素蛋白多孔材料作为一种优良的组织工程支架材料,在药物载体、人工皮肤、骨、软骨、人工肌腱和韧带等生物医学领域的最新研究进展做一综述。     

丝素在生物医学领域中的应用

讨论了丝素（silk fibroin,SF)与生物医学领域应用相关的基本性质，以及在生物分析及药物缓释载体，人工器官及组织工程支撑体材料中的应用现状，结论认为：丝素具有固化结晶方式的多样化。易于保持高度生物亲和性以及形成特殊的多孔性网状结构。丝素还具有优良的成膜特性，并且通过与其它一些天然高分子材料的复合与化学改性，可以进一步改善其物理性能，从而适宜于构建新型药物载体与人工器官，同时，针对丝素蛋白在体的生物相容性，在体降解特性方面存在的问题，认为其在体变化机制不仅取决于与之接触体液的化学构成，也与温度，力学环境等生物物理因素有关，因此其在体变化机制是生物力学与生物流变学的因素与生物化学因素协同控制的。     

中德丝素蛋白基生物医用材料双边研讨

<正>中德丝素蛋白基生物医用材料双边研讨会于2014年3月14~17日在浙江大学举行。此次研讨会由中德科学中心主办,浙江大学与德国维尔茨堡大学承办,浙江星月生物科技股份限公司与浙江海外高层次人才创新园(杭州未来科技城)协办。会议旨在进一步加强中德双方在丝素蛋白基生物医用材料在组织修复中的应用,促进中德双方在生物医药领域的合作与交流。浙江大学基础医学院院长欧阳宏伟教授担任大会主席。与会学者有来自国家自然科学基金委     

利用装载内皮细胞生长因子的丝素纳米球制备具有生物活性的电纺支架材料

蚕丝纤维作为一种天然材料,是最早被利用的生物材料之一,其中含有的丝素蛋白使其具有优良的力学性能,组织相容性及可降解性,在生物医学领域得到广泛关注.将丝素蛋白从蚕丝中提取出来,制成纳米球,使其负载内皮细胞生长因子(VEGF)并混入聚己内酯(PCL)纺丝液中,通过静电纺丝技术制备得到纤维内含有丝素纳米球的PCL电纺膜.体外释放表明丝素纳米球及含丝素纳米球的电纺纤维膜都有很好的缓释效果;生物体内评价结果表明负载有VEGF的丝素纳米球混合的PCL电纺支架促进了体内的细胞浸润和周围血管化.     

丝素改性聚氨酯膜的物理性质及其细胞相容性

用丝素蛋白或丝素肽表面改性的聚氨酯膜表现出良好的柔韧性，它能够克服丝素膜刚而脆的弱点；由水分散型聚氨酯制备的改性膜的透气性高于疏水性聚氨酯膜；细胞培养实验结果表明：经丝素蛋白或丝素肽改性后，聚氨酯膜的生物相容性明显提高且处理效果是稳定的。     

三维丝素蛋白/羟基磷灰石支架的生物学性能

综合运用丝素蛋白纤维网的非编织制作方法和仿生矿化法,构建三维多孔丝素蛋白/纳米羟基磷灰石复合支架.通过体外蛋白酶降解和成骨细胞培养,对支架材料的生物学性能进行初探.发现蛋白酶对丝素蛋白降解的作用大小依次为,蛋白酶K＞胰蛋白酶＞α-糜蛋白酶＞Ⅰ型胶原酶.所构建的支架显示出良好的生物相容性并能促进成骨细胞生长和分化.三维多孔丝素蛋白/纳米羟基磷灰石支架可望成为新型有机/无机复合生物材料,为骨组织工程支架的设计提供了新的思路.     

含丝素蛋白膜对茶多酚的缓释作用

研究丝素蛋白及丝素蛋白/二氧化硅纳米杂化材料的两种药膜对天然抗菌药——茶多酚的缓释性能,并应用到聚丙烯无纺布的功能性后整理中.用体外释药方法测定了含茶多酚的两种药膜对茶多酚的缓释性能,并使用扫描电镜观察整理前后聚丙烯无纺布表面形态变化.结果表明,两种丝素蛋白膜都可以作为茶多酚的控制释放材料,丝素蛋白/二氧化硅纳米杂化药膜的控制释放作用优于丝素蛋白药膜.整理到聚丙烯无纺布上的上述两种药膜仍具有一定的缓释作用.     

含阿司匹林的丝素/聚氨酯共混膜的组织相容性评价

采用一种自制的非水溶性丝素粉体与医用聚氨酯共混制膜.一方面,利用丝素蛋白良好的生物相容性来提高聚氨酯材料的生物相容性,弥补其用于小口径人造血管材料时生物相容性的不足;另一方面,以这种非水溶性丝素粉体为药物载体,将阿司匹林加入到聚氨酯膜中,来提高聚氨酯膜的抗炎症性能,开发新的小口径人造血管材料.以空白组为阴性对照组,PTFE材料为阳性对照组,采用体内埋植实验来评价新材料的组织相容性.结果表明,PTFE材料的组织相容性最差,丝素/聚氨酯共混膜材料的组织相容性良好.共混膜中加入阿司匹林后,其炎性反应减轻.     

水溶性丝素蛋白的制备及其构象转变

通过液氮淬冷和冷冻干燥的方法获得了粒度均一、直径为3～4 mm的水溶性丝素蛋白微珠,并将丝素蛋白微珠分别进行室温保存、-20℃下保存和乙醇浸泡等不同方法处理。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和X线衍射仪(XRD)等分析技术表征丝素蛋白微珠的形貌、构象和晶相组成。结果表明:液氮淬冷和冷冻干燥制备的丝素蛋白主要为无规线团结构,易溶于水;在室温和-20℃下放置1周后的丝素蛋白发生了由无规线团向β-转角、α-螺旋和β-折叠等构象转变,水溶性变差;经乙醇处理后的丝素蛋白因含有大量的β-折叠构象则不溶于水。     

中国 蚕丝人造皮肤

最近，浙江大学动物科学学院用蚕丝研制出一种新型的“人造皮肤”——纯丝素蛋白生物敷料，有望用于治疗大面积皮肤缺损，并促进皮肤愈合、减少疤痕。     

家蚕丝素溶液的粘弹性研究

采用Coucttc流变仪对家蚕丝素溶液的粘弹性进行研究。对于生丝丝素溶液,当丝素浓度较稀时(如4w/v％),溶液表现出牛顿流动行为;当丝素浓度较高时(如25W/V％),溶液表现出复杂的非牛顿流动行为。成烈的家蚕丝腺中的丝素,在剪切速率大于0.25s~1时,能引起纤维化。     

Equilibrium and Kinetic Study of Sericin Protein Absorption onto Anion-Exchangable Fibers

Silk is made of sericin and fibroin proteins.The sericin constitutes 20%-30% of silk proteins and it covers the fibroin.Sericin is usually treated as impurity and removed during the process of degumming in dyeing and printing factories.However,sericin is a useful natural protein.In this paper,viscose anion-exchange fibers have been used to absorb sericin from waste water.The amount of adsorbed sericin into the viscose anion-exchange fibers at different temperatures and times has been studied.The study show ...     

Examination of Subunit Composition of Bombyx Mori Silk Fibroin

Main subunits of the silk fibroin were separated by GFC(gel filtration chromatography)technigue.The nativesilk fibroin and α,c subunits were measured by gel elec-trophoresis.The aminoacid compositions of the nativesilk fibroin and α,c subunits were analyzed by means ofaminoacid measurement.Some properties of silk was inter-preted in view of subunit composition of silk fibroin.     

Preparation of insoluble fibroin films and its tensile property

Silk fibroin is becoming a promising biomate-rial because of its excellent biocompatibility. However, theregenerated fibroin is usually soluble in water and its me-chanical properties should be improved. Although manymethods, such as adding other polymers or treating withmethanol, can ameliorate the mechanical properties andinsolubility, the biocompatibility of fibroin is usually dam-aged in these processes. In this article, it is first reported thatthe insoluble fibroin films are directly prepared withoutmethanol treatment. According to the results of Fouriertransform infrared spectroscope (FTIR) and the X-ray dif-fraction (XRD), the amount of IS-sheet conformation in-creased with the increasing of concentration. When fibroinfilms are dried from 15 wt% at 60℃, the films become in-soluble in water. More importantly, The tensile strength andelongation of the insoluble fibroin films dried from 15% so-lution at 60℃ reached 15.9 MPa and 49.4% respectively in the wet state, which is distinctly superior to the fibroin films treated with methanol.     

Fine Structure of Regenerated Silk Fibroin Solids

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＳｉｌｋｆｉｂｒｏｉｎ (Ｂｏｍｂｙｘｍｏｒｉ)ｉｓｔｈｅｐｏｌｙｍｅｒｗｉｔｈｔｗｏｋｉｎｄｓｏｆｃｒｙｓｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ,ｓｉｌｋⅠａｎｄｓｉｌｋⅡ[1,2 ] .ＴｈｅｓｐａｃｅｃｏｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｓｉｌｋⅠｔａｋｅｓｏｎｔｈｅｓｈａｐｅｏｆｃｒｏｏｋｅｄｈａｎｄｌｅ ,ｔｈｅｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｆｏｒｍｂｅｔｗｅｅｎα ｓｐｉｒａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄβ ｆｏｌｄｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ,ａｎｄｔｈａｔｏｆｓｉｌｋⅡｉｓａｎｔｉ ｐａｒａｌｌｅｌβ ｆｏｌｄｅ…     

丝素在NMMO·H2O中的溶解及溶液流变性能的研究

探讨了丝素在N-甲基吗啉-N-氧化物一水合物(NMMO.H2O)中的溶解行为,结果发现:天然蚕丝纤维脱胶后得到的丝纤维可以直接溶解在NMMO.H2O中,但是很难得到高于10%浓度的溶液,因而无法用于纺丝.而由再生丝素水溶液制得的再生丝素膜则易于溶解在NMMO.H2O中,并可以得到浓度高达25%的再生丝素/NMMO.H2O溶液,在上述研究的基础上,本文还对再生丝素/NMMO.H2O的流变行为进行了初步研究.     

Nanoscale control of silks for regular hydroxyapatite formation

The control of nanoparticle shape is still a challenge for different hydroxyapatite (HA) preparation ways.In the present study,silk fibroin with regular nanostructures was firstly prepared and then emp...     

多孔柞蚕丝素支架的制备及其在药物缓释中的应用

采用冷冻干燥法制备了多孔柞蚕丝素支架,分析了丝素溶液浓度与支架孔径、孔隙率之间的关系,并研究了多孔柞蚕丝素支架负载5-氟尿嘧啶的缓释性能.研究表明,当丝素浓度较低时,支架中的孔洞分布较为均匀,孔径和孔隙率也较大,而随着丝素溶液浓度增大,支架的孔径和孔隙率逐渐减小;支架的药物释放过程可分为快速释放和缓慢释放两个阶段.     

天然丝素制备三维多孔支架

研究盐沥滤法制备三维多孔丝素支架,在丝素多孔支架上培养人成骨肉瘤细胞、成纤维细胞及肝细胞.研究材料的细胞相容性,发现多种动物细胞在盐沥滤法所制备的丝素多孔支架材料上能够很好地黏附和增殖.通过调整丝素水溶液的浓度、溶解丝素溶剂体系、NaCl添加量和NaCl粒径,制备出结构和性质可以调控的三维支架.该结果为丝素多孔支架材料的制备提供了新的研究思路和方法.     

Preparation and Characterization of Silk Fibroin Aerogel

Silk protein fibroin,as a biomedical material,has good biocompatibility,biodegradability,regulation and excellent physical and chemical properties. In this work,a low density porous silk fibroin material is prepared from fibroin solution by high-speed shearing with impeller. By adjusting shear rate of the stirrer,silk fibroin aerogel with different sizes of the aperture is prepared. In general, this aerogel has small porosity, uniform pores, good mechanical properties and slow rate of degradation. It is observed that increasing the shear rate results in higher porosity of aerogel,while the diameter of the aerogel becomes smaller. This silk aerogel may offer a new option as biomaterial for the tissue engineering application based on the information on the structural behaviors.