【摘 要】
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本文拟研发出与自体骨膜具有相似结构与功能的骨膜材料,以实现损伤骨组织的快速修复。通过模仿骨膜的双层结构及其功能特点,以生物相容性好的丝素蛋白为基材,通过静电纺丝法和旋蒸法,分别制备出具有多孔隙和高强度的内外层分别负载羟基磷灰石及血管内皮生长因子的双层仿骨膜材料,通过调控关键工艺及参数,使其微观结构及力学性能与自体骨膜相似。首先对骨膜材料的形貌特征及结构进行了表征,然后对其体外降解性能、吸水性、力学
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本文拟研发出与自体骨膜具有相似结构与功能的骨膜材料,以实现损伤骨组织的快速修复。通过模仿骨膜的双层结构及其功能特点,以生物相容性好的丝素蛋白为基材,通过静电纺丝法和旋蒸法,分别制备出具有多孔隙和高强度的内外层分别负载羟基磷灰石及血管内皮生长因子的双层仿骨膜材料,通过调控关键工艺及参数,使其微观结构及力学性能与自体骨膜相似。首先对骨膜材料的形貌特征及结构进行了表征,然后对其体外降解性能、吸水性、力学性能、生长因子的释放以及细胞生物学性能进行了研究,主要的研究方法及研究成果如下:(1)为实现多孔隙双层膜的制备,通过静电纺丝的方法,以丝素蛋白为基材,制备出具有类似骨膜的多孔隙双层结构材料,在膜的内层和外层分别负载羟基磷灰石及血管内皮生长因子,赋予其人体骨膜具有的促骨生长及促血管化的能力。通过SEM、XRD及FTIR对制备的骨膜材料进行了表征,制备丝素纤维直径大概在1μm左右,红外及XRD显示了丝素蛋白纺丝后的结构及负载因子的存在;双层丝素膜的力学性能在6.64MPa左右,断裂拉伸在10.76%左右,随着羟基磷灰石的加入,丝素膜的力学性能有所提高,VEGF的加入对于力学性能影响不大,且生长因子的加入对于材料拉伸性能没有太大影响;双层丝素膜在蛋白酶中降解2周,质量损失在26%左右,在PBS液中几乎没有降解现象发生,材料中负载的羟基磷灰石也会对降解性能有所影响,随着羟基磷灰石的加入,材料的降解性能有所减弱,而随着VEGF的加入,材料的降解性能有所增强;材料吸水性能方面,双层丝素膜的吸水量占负载材料自身质量的60%左右,随着羟基磷灰石的加入,材料的吸水性能有所减弱,而随着VEGF的加入,材料的吸水性能有所增强;双层丝素膜的VEGF释放2周释放量为19.6%左右,前期有着较快的VEGF释放速度,然后速度有所减缓,VEGF总释放量相比于纯SF/VEGF膜有所降低;丝素膜也展现了良好的细胞生物相容性。(2)为实现高强度双层膜的制备,通过旋蒸法制备出相比于静电纺丝膜有着更好力学性能的双层丝素膜,同样以丝素蛋白为基材,在双层膜的内层和外层分别负载载羟基磷灰石及血管内皮生长因子。首先通过SEM、XRD及FTIR对双层材料进行了表征,红外及XRD分别对旋蒸膜的结构进行了表征。双层丝素膜的力学性能在12.48MPa左右,断裂拉伸在13.66%左右,随着羟基磷灰石的加入,丝素膜的力学性能有所提高,VEGF的加入对于力学性能影响不大,且生长因子的加入对于材料拉伸性能没有太大影响,通过与静电纺丝膜的对比,材料的力学性能有明显的提升;在材料降解性能,吸水性,VEGF释放方面,旋蒸膜有些变化,但加入生长因子对于材料的影响方式有着类似的结果。双层丝素膜在蛋白酶中降解2周,质量损在19.3%左右,在PBS液中几乎没有降解现象发生;双层丝素膜的吸水量占负载材料自身质量的83%左右;双层丝素膜的VEGF释放2周释放量在17.3%左右,前期有着较快的VEGF释放速度,然后速度有所减缓,VEGF总释放量相比于纯SF/VEGF膜有所降低;丝素膜也展现了良好的细胞生物相容性。
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