摘要
天然角蛋白材料广泛存在于动物的毛发、犄角、羽毛及人的头发和指甲中，毛纺行业的废弃羊毛和畜牧业产生的各类动物毛发均是废弃角蛋白的重要来源。鉴于角蛋白具有良好的生物相容性和生物可降解性，近年来已成为组织工程的研究热点问题之一而被广泛应用在医药、食品等领域。本课题以废弃天然角蛋白纤维为原材料，利用还原法从人发纤维中提取角蛋白大分子，而后通过不同载银方式制备了角蛋白/纳米银抗菌生物多孔支架(K/Ag)，包括角蛋白/纳米银共混抗菌生物多孔支架(K/Agin)和角蛋白表面附着载银抗菌生物多孔支架(K/Agsur)。 本文选用乙二醇二缩水甘油醚(EGDE)作交联剂进行初次交联，采用氧气交联的方法进行二次交联来改善多孔支架的耐水性。采用SEM、EDX、FTIR、XRD、TG、孔隙率、吸水性、溶胀性以及拉伸力学性能测试等方法对制备的生物多孔支架进行表征。结果表明，未载银纯角蛋白生物多孔支架(Ag-0)和K/Agin支架在形貌上类似，均具有大小不一的孔隙结构，孔隙连通性良好，大孔孔壁上存在微孔结构；而K/Agsur支架的孔隙连通性有所下降。K/Agsur支架的表面银含量高于K/Agin支架。Ag-0支架的孔隙率最高；K/Ag支架的孔隙率均随载银量的增多而略有降低；载银量相同时，K/Agin支架的孔隙率要略高于K/Agsur支架。氧气交联改善了支架的耐水性，角蛋白与纳米银之间没有化学作用，只是物理吸附作用。交联的支架比未交联的支架具有更高的热稳定性，K/Ag支架比Ag-0支架具有更高的热稳定性。支架的吸水性能与载银量并无关联，但是与载银方式有一定的联系，Ag-0支架吸水性最高，K/Agin支架的吸水性高于K/Agsur支架。Ag-0支架的溶胀率相对较高，K/Agin支架的溶胀率高于K/Agsur支架。K/Ag支架的抗拉性能高于Ag-0支架，K/Agin支架的抗拉性能高于K/Agsur支架。 此外，还对不同生物多孔支架进行了抗菌性能研究、体外降解研究、药物缓释研究以及生物相容性研究。结果表明，K/Agsur支架的抑菌效果优于K/Agin支架。载银量越高，支架的降解速率越慢。每种K/Agin支架的药物累积释放量在初始阶段都低于K/Agsur支架，随着支架在各体系中浸泡时间的增加，K/Agin支架的药物累积释放量超过与之对应浓度的K/Agsur支架，每种K/Agin支架总体呈现出缓慢并持续释放的趋势。细胞在支架上培养1天，细胞密度不大，能够在支架上粘附、增殖，随着培养时间的延长，细胞数量明显增多，并向孔内迁移，与Ag-0支架相比，其余6种K/Ag支架对细胞的生长均无抑制作用，说明6种载银支架均具有良好的生物相容性，不具有细胞毒性。
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