桑蚕丝素蛋白初始结构对其矿化作用的影响

以碱金属离子诱导桑蚕丝素蛋白溶液发生构象转变, 研究了蛋白质初始结构对其矿化作用的影响. FT-IR, XRD和SEM等测试结果显示, 未经任何处理的桑蚕丝素蛋白溶液矿化后形成片状复合物, 其无机相以二水磷酸氢钙(DCPD)为主; 而经过K^＋和Na^＋金属离子处理后, 桑蚕丝素溶液的结构由无规线团/螺旋构象向β-折叠发生转变, 矿化后成纤维状, 并相互结合呈现纳米级的三维多孔结构, 其无机相以热力学稳定的羟基磷灰石(HA)为主. 可以认为, 丝素蛋白结构转化为较伸展的β-折叠后, 使得更多的亲水基团暴露在外面, 在丝素蛋白分子不断凝聚成纤过程中, HA结晶快速生长并附着在这些微纤上, 最终形成纤维状的丝素蛋白/HA复合物. 该结果为阐明蛋白质的生物矿化过程及其调控机理提供了理论依据, 同时可以从矿化复合物的形成来反映这些微量元素可能对骨组织形成的影响, 为临床骨组织的修复提供一定的参考.     

Cecropin B抗菌肽接枝丝素蛋白膜的制备和表征

以体积分数为60%的乙醇处理制得不溶性再生丝素膜, 通过碳二亚胺法将Cecropin B抗菌肽共价接枝到丝素膜表面, 利用红外光谱、扫描电镜、X射线能谱和抗菌性测试等手段对制得的丝素膜结构和表面特性及其抗菌性能进行了测试分析. 结果表明, Cecropin B抗菌肽成功地接枝到了丝素膜的表面, 接枝后的丝素膜水溶性低, 并具有良好、 持久的抗菌能力.     

Conformational Transformation Exhibited by the Peptide Extracted from Crystalline Region of Bombyx mori Silk Fibroin in Solid and Solution States

The conformational transformation of a 30-residue peptide H（Ala-Gly-Ser-Gly-AIa-Gly）5OH, i.e., （AGSGAG）5, extracted from highly crystalline region of Bombyx mori （B. mori） silk fibroin was described by using the high resolution solid state 13^C NMR, and CD spectroscopies. Based on the conformation-dependent 13^C NMR chemical shifts of the Ala, Gly and Ser residues and the line-shape analysis of the conformation sensitive Ala Cβ resonance, the peptide revealed a strong preference for silk Ⅱ structural form, i,e,, an antiparallel fl-sheet structure （φ= - 140±20°and ψ= 135±20°） in solid state. On the contrary, the CD spectra of this peptide in the two non-native hexafluorinated fibre spinning solvents, hexafluoroisopropanol （HFIP） and hexafluoroacetone （HFA）, exhibited the existence of an unusual tightly-folded conformation resembling 310-helix （φ=- 60±20° and ψ=-30±20°）, as judged from the R ratio of [θ]222/[θ]203 in HFIP solution, whereas a dynamically averaged unordered structure in HFA, Taken together, the information inclined to hypothesis that the primary structure of the highly crystalline regions of B. mori silk fibroin may be easily accessible to the large conformational changes, which in turn may be critical for facilitating the structural transformation from unprocessed silk fibroin （silk I form） to processed silk fiber （silk Ⅱform）.     

纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合支架材料的降解特性及生物相容性研究

应用共混法制备了纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合支架材料, 通过体外降解和细胞培养实验研究了复合支架材料的降解特性和生物相容性. 体外降解实验结果显示, 复合支架材料具有稳定的降解能力; 在降解过程中, 羟基磷灰石由于与降解液发生钙、磷等离子的交换, 使其结晶得到了进一步生长和完善. 利用细胞计数法、四甲基偶氮唑盐(MTT)比色法和碱性磷酸酶(ALP)活性测定等分析了复合支架材料的生物相容性, 结果表明, MG63细胞在复合支架材料上具有良好的粘附、增殖能力, 并可引起早期的骨分化. 因此, 纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合支架作为骨组织工程的支架材料具有良好的应用前景.     

类牙釉状丝胶蛋白/羟基磷灰石复合材料的合成及表征

采用化学沉淀法合成了丝胶蛋白(SS)/羟基磷灰石(HAP)复合材料, 并研究了矿化时间对复合材料的影响. X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM/HRTEM)和扫描电镜(SEM)表征结果表明: 在较短的矿化时间内, 合成的SS/HAP为直径约20 nm的复合颗粒; 随着矿化时间的延长, 这些复合颗粒能够沿轴方向组装并融合成类牙釉结构的较大晶体. 文章讨论了其可能的组装机制.     

光交联自支撑丝素蛋白水凝胶的三维快速成型

将丝素蛋白(SF)光诱导自交联原理与挤出式三维(3D)打印相结合, 开发了光交联自支撑SF水凝胶的原位成型加工技术. 采用旋转流变仪、 光流变测试系统和改装的挤出式3D打印设备等对SF溶液的流变性能、 光交联性能和成型加工性能等进行研究. 结果表明, SF溶液主要表现为黏性特征, 结构强度和稳定性均较差. 利用SF的光诱导自交联特性, 以三联吡啶氯化钌[Ru(Ⅱ)]和过硫酸钾(KPS)为蓝光引发体系, 可实现SF水凝胶的快速光交联成型. SF光交联行为符合指数函数增长模型, 因“滤镜效应”, 当Ru(Ⅱ)的浓度为0.05 mmol/L时, SF具有最佳的光交联性能. 通过调节气压、 针头孔径、 移动速度及固化速率等参数, 采用3D打印设备可实现从单层几何结构到多层三维网络构型SF凝胶材料的高效、 精准构建, 为SF的生物3D打印提供了新思路.     

预处理对丝素蛋白膜调控羟基磷灰石晶体生长的影响

以丝素蛋白膜为基质, 在模拟体液中诱导羟基磷灰石晶体在其表面沉积和生长. 利用XRD, SEM, HRTEM, AFM和FTIR等表征手段研究了不同预处理方法对羟基磷灰石晶体的形成及其微观形貌的影响. 结果表明, 丝素膜可有效地诱导羟基磷灰石晶体在其表面沉积和生长; 较长的矿化时间有利于形成较多结晶度良好的HAP晶体; 而不同预处理方法对丝素膜的表面结构产生了不同影响, 进而调制在其表面沉积的羟基磷灰石的形貌和生长方向. 同时对丝素蛋白膜调控羟基磷灰石晶体生长的机制进行了必要的探讨.     

纳米银的绿色合成: 丝胶蛋白作为还原剂和分散剂

利用基于天然生物高分子的绿色环保法制备纳米贵金属材料是当今纳米技术发展的一个重要方向之一. 利用丝胶蛋白(SS)为还原剂和分散剂合成了纳米银颗粒, 利用紫外-可见(UV-Vis)光谱、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等研究了反应温度、pH值、SS/Ag^＋物质的量比对反应速率和合成的纳米银粒子形貌的影响. 实验结果表明, 利用本方法可以合成尺寸均匀且分散性良好的球形纳米银粒子, 且随着反应温度和溶液pH值的逐渐升高, 反应速率随之加快, 合成的纳米银粒子的粒径逐渐变小, 而SS/Ag^＋物质的量比的变化主要对纳米银粒子的尺寸有影响.     

多孔羟基磷灰石纳米球作为抗坏血酸载体的研究

利用超声辅助的化学共沉淀法制备了羟基磷灰石纳米材料, 并实现了其对抗坏血酸的包载. 采用透射电镜、氮气吸附孔径分析仪、X射线粉末衍射仪、傅里叶红外光谱仪和紫外分光光度计等对所得纳米材料的微观形貌、孔径分布、物相、表面官能团和负载抗坏血酸量进行了表征和分析, 并在超声辅助条件下进行了药物释放动力学研究. 结果表明, 在抗坏血酸存在的条件下, 利用声化学方法可以制得多孔的羟基磷灰石纳米球, 其平均直径约为140 nm, 平均孔直径约为15 nm, 可实现对抗坏血酸的包载. 此外, 在超声辅助的条件下, 该纳米球具有持续释药的能力, 不同的超声功率能改变载药粒的释药速度, 表明这种多孔羟基磷灰石纳米球是一种具有很大应用前景的骨组织药物载体.     

肝素化丝素支架作为骨形态发生蛋白-2缓释载体的研究

骨形态发生蛋白-2(BMP-2)的缓释载体一直是骨组织工程中的研究热点.本研究通过化学改性制备了两种肝素化丝素支架,并浸渍吸附BMP-2,研究了BMP-2在不同丝素支架样品上的吸附能力、体外释放性能及其对人骨肉瘤细胞MG-63碱性磷酸酶活性(ALP)的影响.结果表明,肝素化丝素支架对BMP-2具有较强的吸附能力,并能保持其体外缓慢释放性能;MG-63细胞在肝素化支架上生长状态良好,并具有显著的增殖能力,负载BMP-2后的肝素化支架能显著促进MG-63细胞的分化.因此,肝素化丝素支架是一种较理想的BMP-2缓释载体.