絲素蛋白-磷酸鈣類復合材料在椎體強化以及骨軟骨修復中的應用研究.pdf

1、近年來骨科疾病的日漸增多以及醫(yī)療技術的發(fā)展讓組織工程提升到更高的地位，而生物材料正是組織工程中重要的要素之一。絲素蛋白作為一種天然的高分子蛋白質以其良好的生物相容性，可塑造性以及良好力學性能在生物醫(yī)學領域有著廣泛地應用。磷酸鈣與生物體內骨成分相似而具有良好生物活性在骨科中也應用廣泛。本文旨在研究絲素蛋白對磷酸鈣骨水泥力學強度的增強以及以這兩種材料為基礎構建一體化支架實現(xiàn)骨軟骨修復。
　　對絲素蛋白的水溶液使用Ca(OH)2處理改性

2、，通過DLS與zeta電位表征改性的絲素蛋白溶液中粒子粒徑變大并帶有負電荷，F(xiàn)TIR結果表明改性絲素蛋白溶液中絲素蛋白更多以無規(guī)卷曲形態(tài)存在。改性絲素蛋白溶液做固化液加入到磷酸鈣骨水泥中改善了抗?jié)⑸⑿圆⒕哂辛己米⑸湫裕W強度也得到顯著提升,達到56 mPa。通過對改性絲素蛋白-磷酸鈣骨水泥的結構與成分的表征發(fā)現(xiàn)改性絲素蛋白的加入能夠使骨水泥形成致密結構并且提高產物中HA含量。并以此提出增強機理，即改性絲素蛋白溶液中的帶負電荷伸展的絲素

3、鏈段更多地與磷酸鈣結合形成更多HA成核位點，增強絲素與磷酸鈣兩相結合。同時堿性環(huán)境下磷酸鈣較快生成更細的HA能更多地與絲素鏈段結合最終能形成致密結構同時還能提高磷酸鈣向HA的轉化率從而提高了骨水泥的力學強度。通過對改性絲素蛋白-磷酸鈣骨水泥和其浸提液的細胞培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)它具有良好生物相容性，而對改性絲素蛋白-磷酸鈣骨水泥的椎體生物力學實驗發(fā)現(xiàn)它具有椎體增強的效果。
　　以絲素和磷酸鈣體系為基礎設計與骨軟骨組織相仿的絲素蛋白/羥基磷灰石一

4、體化三層支架，最終制備的絲素蛋白/羥基磷灰石一體化三層支架是由羥基磷灰石層組成的仿骨相，孔徑在300-500μm具有且良好連通性、濃絲素層組成仿生骨軟骨梯度漸變結構的中間隔離相，結構致密且呈一定取向排列，由絲素蛋白層組成的仿軟骨相，孔徑在100μm左右。對支架的拉伸實驗證明絲素蛋白/羥基磷灰石一體化三層支架提升了骨層和軟骨層的界面結合力，具有較好的拉伸強度能夠有效防止骨相與軟骨相的剝離。最后通過支架的BMSCs貼附實驗以及兔股骨髁處缺損