丝素/细菌纤维素骨骼再生支架:放射状片层及网状嵌入结构

【作者】 张耀鹏； 陈建； 庄奥； 邵惠丽； 胡学超；

【机构】 纤维材料改性国家重点实验室东华大学材料科学与工程学院；

【摘要】 制备力学性能优异的大孔仿生骨骼再生支架一直是该领域的难点。本论文将细菌纤维素纳米纤维带(BCNR)与丝素蛋白溶液混合,基于多级冷冻干燥工艺,制备了高强丝素蛋白/BCNR复合仿生支架。该支架具有放射片层结构及梯度片层间距,较之传统的蜂窝状三维孔洞,片层结构更利于营养物质及代谢废物在支架中的传输,以及细胞在支架中的生长与组织再生。BCNR会在丝素蛋白片层间进行嵌入、穿插和支撑形成网络结构,大大增加了支架的强度和刚度。复合支架的压缩强度与压缩模量最高可为纯丝素蛋白片层支架的6倍与8倍,分别为2.32 MPa和72.5MPa,且在松质骨力学性能范围之内。BCNR的加入可以明显促进成骨细胞在支架上的粘附和增殖。体外模拟矿化实验表明,相比于纯的丝素蛋白支架材料,BCNR的加入可以促进羟基磷灰石在支架上的沉积,提高支架的骨生物活性。更多还原