家蚕再生丝素蛋白管状支架的制备及性能研究

摘要

小口径人造血管近年来一直是研究的重要课题，如何解决小口径人造血管力学性能不足及凝血问题是关注的焦点。本文采用冷冻、风干方法，选择具有良好生物相容性的家蚕再生丝素蛋白（以下简称丝素蛋白）与作为交联剂的聚乙二醇双环氧丙烷醚(PEG-DE)复合作为内膜和外膜、以蚕丝编织物作为中膜、模拟天然血管组织结构构建直径小于6mm的丝素蛋白管状支架。详细探索了交联比例(SF∶PEG-DE，W/W)、SF浓度和冷冻温度对管状支架制备的影响，研究了管状支架的形态结构，评价了PEG-DE作为交联剂的丝素蛋白复合材料的细胞毒性。进一步研究了管状支架对SD大鼠成纤维细胞(L929)和人脐静脉内皮细胞(HUVECs)的生长支持作用。
　　 以SF∶PEG-DE=1∶0.2～1∶1.5制备的丝素蛋白管状支架，随着交联比例中PEG-DE比重的增加，管状支架成型更佳，管状支架丝素蛋白结合率增加，当SF:PEG-DE=1：1时管状支架成型最好，丝素蛋白管状支架中未交联的丝素蛋白溶失最少，丝素蛋白分子充分发生了交联反应，交联程度达到最佳，支架内表面微孔分布均匀。随着丝素蛋白浓度由3％增加到6%，管状支架成型更佳，丝素蛋白结合率上升．壁厚增加，孔径变小。丝素蛋白浓度为3%时，管状支架内表面不能形成良好内膜。随着冷冻温度（-20℃、-40℃、-80℃）的下降，管状支架孔径增大，孔壁因疏松使壁厚略有增加，对管状支架中丝素蛋白的结合率没有影响。
　　 制备的丝素蛋白管状支架松弛外径约4.4～4.7mm，松弛内径为3.0～3.2mm，壁厚＜lmm，弯折直径5.8～6.7mm，具有较好的弯曲性能。丝素蛋白管状支架的轴向拉伸断裂强度＞90MPa，轴向拉伸断裂伸长率＞84%，径向拉伸断裂强度＞l000MPa，断裂伸长率＞160%，同时具有良好的径向压缩回复率。结果表明，本文制备的管状支架具有非常优越的力学性能。另外，丝素蛋白管状支架在37℃中的热水溶失率＜1%。
　　 MTT和细胞DNA总含量分析结果显示，以PEG-DE作为交联剂制备的丝素蛋白复合材料没有明显细胞毒性，L929细胞在共混膜上呈长梭形，铺展紧密，细胞增殖活性强。采用荧光倒置显微镜、SEM、激光共聚焦显微镜观察及MTT法测试结果显示，丝素蛋白管状支架能很好的支持L929细胞的粘附和增殖。进一步研究了HUVECs在管状支架内表面的生长，同样显示了良好的粘附和增殖。

目录

声明

第一章 引言

1.1 人造血管的研究现状

1.1.1 人造血管材料概述

1.1.2 人造血管研究进展

1.2 蚕丝蛋白的应用

1.2.1 蚕丝蛋白的组成和结构

1.2.2 蚕丝蛋白生物材料应用

1.3 人造血管的构建方法

1.4 本文的提出和主要研究内容

第二章 丝素蛋白管状支架的制备及力学性能研究

2.1 实验材料与方法

2.1.1 实验材料

2.1.2 实验器械

2.1.3 实验方法

2.2 结果与讨论

2.2.1 管状支架的外观形貌

2.2.2 管状支架SEM照片

2.2.3 管状支架丝素蛋白结合率

2.2.4 管状支架热水溶失率

2.2.5 管状支架的松弛直径和壁厚

2.2.6 管状支架的弯折直径

2.2.7 管状支架的拉伸性能

2.3 本章小结

第三章 丝素蛋白管状支架的细胞毒性研究

3.1 材料和方法

3.1.1 实验材料

3.1.2 实验器械

3.1.3 实验方法

3.2 结果与讨论

3.2.1 L929细胞在丝素蛋白共混膜上的生长形态

3.2.2 丝素蛋白共混膜上L929细胞的DNA含量

3.2.3 管状支架(浸提液)的细胞毒性

3.3 本章小结

第四章 丝素蛋白管状支架的细胞相容性研究

4.1 材料与方法

4.1.1 实验材料

4.1.2 实验器械

4.1.3 实验方法

4.2 结果与讨论

4.2.1 L929细胞在管状支架内表面的增殖活性

4.2.2 HUVECs在管状支架内表面的增殖活性

4.3 本章小结

第五章 结语

5.1 全文结论

5.2 本文的主要研究成果

5.3 今后的工作

参考文献

硕士期间发表的论文

致谢