海洋胶原蛋白/羟基磷灰石复合骨修复材料的制备及其性能研究
骨损伤对人类的影响日益严重，由于车辆的普遍、建筑工业的发展、老年人数的剧增，促使骨损伤严重影响到人们的生活质量。天然骨的主要成分就是羟基磷灰石与胶原蛋白。海洋胶原蛋白拥有很多良好的特性。如，易溶于酸性及碱性溶液、低免疫原性和热稳定性好等特点。羟基磷灰石作为人工骨材料具有天然的优势，可以满足植入体的生物活性和生物相容性。本研究就是以胶原蛋白与羟基磷灰石为主要原料，制备了复合骨修复材料并研究其可行性。
1.对冷冻鲨鱼皮进行羟脯氨酸的测定从而计算出胶原蛋白的含量。鲨鱼皮中胶原蛋白质量百分比约为9.21％。其中，酶溶性胶原蛋白的提取率高于酸溶性胶原蛋白。利用SDS-PAGE电泳得到鲨鱼皮胶原蛋白最大肽链相对分子质量约110 KDa，两条相对分子量较小的约为80 Kda和75KDa。利用DSC测定了胶原蛋白的热变性温度，两种方法得到的胶原蛋白有相同的变性温度，在32℃左右。
2.通过Box-Behnken中心组合试验设计及响应面分析对在鲨鱼皮提取胶原蛋白的条件优化，得出了胶原蛋白提取率的二次方程模型。通过方差分析，确定了各因素对提取率的影响是显著的，该模型具有统计学意义。并得到优化工艺条件为:胃蛋白酶含量1.05％、醋酸浓度1.12M、提取时间43.95h，胶原蛋白的理论得率9.39％。随后进行了试验验证，基本符合。从而得到，响应面分析法确定胶原蛋白提取最优工艺是可行的。
3.利用单因素试验确定静电纺丝的较优纺丝条件。得到的条件为:胶原蛋白含量10％、施加电压12kV、注射速率1.0ml/h。为了寻找更为精确的最优条件借助正交试验设计法，进行L9(34)正交试验。按照设计试验操作，得到各组试验条件下的试验结果纺丝电镜图。其中以最优纺丝效果为10.0，观察不同条件下的纺丝效果给出相应的数值。这里对各试验组的纺丝效果有很大的主观性，这也是本实验的一个不足之处。通过计算分析，得到不同因素对纺丝效果的影响程度为:胶原蛋白含量＞施加电压＞注射速率。最优纺丝条件为:胶原蛋白含量11％、施加电压11kV和注射速率1.1 ml/h。
4以胶原蛋白纳米纤维为支架，羟基磷灰石大量的沉积附着并形成化学键，形成较为稳定而且具有一定特性的复合材料。通过对复合材料进行了扫描电镜、红外光谱检测、X衍射检测、力学性能及细胞相容性的检测。结果表明:制备的纳米材料纤维直径粗细均匀、具有良好的力学性能和细胞相容性。通过对该材料的初步研究，可以确定其在骨创面修复方面有很大的前景。
海洋胶原蛋白;羟基磷灰石;静电纺丝;响应面法;骨修复材料
东华大学
硕士
生物化工
张兴群
2013
中文
R318.17;R318.08
61
2013-08-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）