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1、基因重组蛛丝蛋白-聚乙烯醇复合支架材料的制备魏梅红 涂桂云 陈登龙 李敏基金项目：国家自自然科学学基金（33057709556）；福建省省发改委委项目（220066-7881）作者单位：35000077 福州 福建师师范大学学生命科科学学院院（魏梅红红、涂桂桂云、李李敏），化学与与材料学学院（陈登龙龙）通信作者：李敏，Emaail:n【摘要】 目的 探讨致致孔剂NNaCll粒径和和比例、变变性剂和和聚乙烯烯醇（PVAA）等因素素对基因因重组蛛蛛丝蛋白白- PPVA复复合支架架材料形形态及性性能的影影响。 方法 基因重组组蛛丝蛋蛋白溶解解于988%甲酸酸，采用冷冻干干燥粒子子滤沥法法制备重重组蛛
2、丝丝蛋白-PVAA复合多多孔支架架，采用用扫描电电子显微微镜观察察支架的的形态，采用单纤纤维强力力试验机机测试支架架机械性性能。 结果 乙醇作作变性剂剂制得的的多孔支支架力学学性能较较好，支架架的断裂裂应力、断断裂比强强度均提提高5倍倍，断裂裂伸长率率可达112.221%。以粒径 5000 m的NaCCl为致致孔剂制制得的多多孔支架架力学性性能较好。高分子子材料PPVA能能明显改改善重组组蛛丝蛋蛋白多孔孔支架的的性能。 结论 重组蛛蛛丝蛋白白-PVAA复合支支架材料料有望在在组织工工程领域域得以应应用。【关键词】 重组蛛蛛丝蛋白白； 冷冻干干燥； 聚乙烯烯醇； 支架Prepaarattionn
3、 off recoombiinannt sspidder sillk pprotteinn/pollyviinyll allcohhol commpossitee sccafffoldd matteriial WEEI MMei-honng, TU Guii-yuun, CHEEN DDengg-loong, LI Minn*. *Colllegge oof LLifee Sccienncess, Fujjiann Noormaal UUnivverssityy, Fuzzhouu 35500007, ChiinaCorreespoondiing autthorr: LI MMin, Emma
4、ill:mlliffjnuu.eddu.ccn Sncllusiionssldss ,CChinna【Absstraact】 Objeectiive To invvesttigaate thee efffeccts off maany facctorrs ssuchh ass pooroggen,dennatuurannt aand pollyviinyll alccohool(PPVA) poolymmer on thee sttruccturre aand mecchannicaal oof rrecoombiinannt sspidder sillk pprotteinn/PVAA co
5、ompoositte sscafffolld matteriial. Methhodss Thee siilk fibbrouus pprotteinn sooluttionn waas ppreppareed bby ddisssolvvingg thhe rrecoombiinannt sspidder sillk pprotteinn inn 988% fformmic aciid, recoombiinannt sspidder sillk pprotteinn / pollyviinyll alccohool(PVAA) coompoositte pporoous scaaffool
6、dss weere preeparred by freeezee-drryinngparrticcle-leaachiing metthodd. Scannninng eelecctroon mmicrrosccopee waas uusedd too obbserrve thee connforrmattionn of thee sccafffoldds, sinnglee sttrannd sstreengtth ttesttingg maachiine wass ussed to tesst tthe mecchannicaal pproppertty oof tthe scaaffoo
7、ldss. Resuultss It inddicaatedd thhat usiing ethhanool aas ddenaaturrantt, tthe mecchannicaal pproppertty oof tthe scaaffooldss iss beetteer, thee brreakkingg sttresss aand breeak speeciffic tennaciity enhhancces 5 ttimees, thee brreakkingg ellonggatiion rattio cann reeachh 122.211%. Usiing NaCCl (5
8、500m) as porrogeen, or tthe inttrodducttionn off PVVA ccan impprovve tthe perrforrmanncess off poorouus sscafffolld eeviddenttly. Concclussionn Reccombbinaant spiiderr siilk prooteiin / PVVA ccompposiite porrouss sccafffoldds wwilll haave a pprosspecctivve aappllicaatioon iin ttisssue enggineeeriing
9、.【Key wordds】 Recoombiinannt sspidder sillk pprotteinn； LLyopphillizeed；Polyyvinnyl alccohool； Scafffollds在组织工程程中，种种子细胞胞、支架架材料以以及细胞胞生长调调节因子子被称为为组织工工程三大大基本要要素11。其其中支架架材料在在组织工工程研究究中起中中心作用用，它不不仅为细细胞、组组织提供供结构支支撑和模模板作用用，还可可作为活活性因子子的缓释释载体，促促进细胞胞的生长长、分化化和增殖殖 2，3。寻找找一种既既具有良良好生物物相容性性、生物物降解性性，又具具有连通通三维多多孔结构构及
10、优良良的力学学性能的的支架材材料是组组织工程程的研究究热点。丝纤维蛋白白具有较较好的生生物相容容性、生生物降解解性、韧韧性及高高强度，可可广泛应应用于生生物医学学领域，如酶固定4、人造血管5、哺乳动物细胞培养6、肌腱7与韧带组织工程8等。天然蜘蛛丝是一种特殊的丝纤维蛋白，高强度、高韧性和高弹性等优良性质使其成为近年来生物医学领域研究的热点之一。天然蛛丝蛋白的获得并非易事，基因工程技术为获取重组蛛丝蛋白开拓了渠道。本室曾报道道成功地地将RGGD（精精氨酸-甘氨酸酸-天冬氨氨酸）三三肽与蛛蛛丝蛋白白基因融融合表达达，从而而规模化化地获得得重组蛛蛛丝蛋白白9,110。本实验验以基因重组组蛛丝蛋蛋白为
11、基基础原料料，采用用冷冻干干燥粒子子滤沥法法制得重重组蛛丝丝蛋白/聚乙烯烯醇（PPVA）复合支架材料，探讨致孔剂NaCl粒径和比例、变性剂以及PVA等因素对支架形态及性能的影响。材料与方法法一、材料1.主要试试剂：重组蛛蛛丝蛋白白（本室室自制），98%甲酸及甲醇（分析纯，上海化工厂）、乙醇（分析纯，广东汕头西陇化工厂）、聚乙烯醇(PVA-117、PVA-124) （分析纯，广州新易化工有限公司）。2.主要仪仪器: Lyollab 30000冷冻冻干燥仪仪（丹麦Heeto公公司）、BH-2显微微镜（日本Ollymppus公公司）、KYKKY AAMRAAY-110000B扫描描电子显显微镜（中国
12、科学学院仪器器厂）、YYP2002N电电子天平平（上海海精密科科学仪器器有限公公司）。二、方法1. 重组组蛛丝蛋蛋白-聚乙烯烯醇多孔孔复合支架架的制备备：取一定量冻干的的重组蛛蛛丝蛋白白粉溶解解于988%甲酸酸，配成成30%的重组组蛛丝蛋蛋白-甲酸溶液液，与100%(ww/v)PVAA溶液按按一定体体积比混混合后，再按比例例（重组组蛛丝蛋蛋白与NNaCll的质量量比为11：1）加入NaCl颗粒，混合均匀。所得混合液倒入膜具（1 cm3 cm），经55干燥、甲醇或乙醇变性、单蒸水浸泡沥盐、冷冻干燥，即得重组蛛丝蛋白-聚乙烯醇多孔复合支架。2. 复合合支架的的表征: (1)扫描电电子显微微镜观察察
13、:支架材材料表面面喷金，扫扫描电子子显微镜镜下观察察。(2)机械性性能测定定:用YGG0011单纤维维强力试试验机测测定支架架材料的的拉伸断断裂比强强度、拉拉伸断裂裂伸长率率、拉伸伸断脱比比功、拉拉伸断脱脱伸长率率。结 果果1.变性剂剂对共混多多孔支架架材料力力学性能能的影响响:分别以以甲醇和和乙醇为为变性剂剂，探讨讨其对支支架力学学性能的的影响，结结果见表表1。可可看出乙乙醇作变性剂剂时，支支架材料料的断裂裂应力、断断裂比强强度均为为以甲醇醇为变性性剂的55倍，且且断裂伸伸长率可可达122.211%，以以甲醇作作变性剂剂时，支支架的断断裂伸长长率仅达达到100.977%。表1 变性性剂对共混
14、多多孔支架架材料力力学性能能的影响响T项目变性剂甲醇乙醇断裂应力（ccN/ mm22）7994184断裂比强度度（cNN/dttx）0.06220.3277断裂伸长率率（%）10.97712.2112. NaaCl颗颗粒大小小对共混多多孔支架架材料力力学性能能的影响响:以不同同粒径大小小NaCCl颗粒粒做致孔孔剂，多多孔支架架材料的的孔径均均可以达达到1000mm左右，但粒径径小于5500m的NaaCl颗颗粒制得得的支架架孔径较较为均一一，连通通性较好好。见图1。 A.粒径500m B. 粒径500m 图1 不同大小NaCl颗粒为致孔剂的共混多孔支架扫描电镜 NaCl粒粒径小于于5000m时多
15、孔孔支架的的拉伸断断裂比强强度为为0.9924 cN/dteex，拉伸断断脱伸长长率为37.55%，拉伸断断脱比功功Wr为为2.882699J/dteex，三三个指标标均比NNaCll粒径大大于5000m时制制得的多多孔支架架高，说说明NaaCl粒粒径小于于5000m时制制得多孔孔支架的的力学性性能较好。见表22。表2 NaaCl颗颗粒大小小对共混多多孔支架架材料力力学性能能的影响响项目NaCl粒粒径5500mNaCl粒粒径5500m拉伸断裂比比强度（cNN/dttex）0.92440.7388拉伸断脱伸伸长率(%)37.55531.099拉伸断脱比比功Wrr(JJ/dttex)2.826690.638813.PVAA对多孔孔支架材材料力学学性能的的影响： PVVA-1244含量只只有0%时，支支架的几几个重要要数据都都无法测测得，比较PPVA-1244含量2%和4%时，含含量增高拉伸伸断脱伸伸长率、拉伸断断裂比强强度和拉拉伸断脱脱比
