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丝素蛋白(Silk fibroin,SF)因其具有良好的生物相容性和生物可降解性、易加工修饰、低免疫原性等优良性能,被广泛用作骨组织工程材料。羟基磷灰石(HAps)是天然骨组织中的无机成分,具有优良的骨传导性和骨诱导性,常作为制备骨组织工程材料的原料。等离子体处理技术是一种改性材料表面理化性质的方法。为了开发新型丝素骨修复支架,本研究利用等离子体处理技术改性丝素生物材料,调控丝素生物材料仿生矿化。 首先,本研究以丝素纤维为模板,试图通过空气等离子体处理丝素纤维表面,来调控HAps在其表面生成及其形貌变化。空气等离子体功率为100W,分别处理5min、10min、20min后,丝素纤维表面粗糙,而且,处理时间越长,表面粗糙度越大。与此同时,因等离子体处理引入含氧官能团,丝素纤维表面的亲疏水性及结晶度发生变化。通过生物矿化后,丝素纤维表面HAps形貌也随着丝素纤维形貌的变化而变化。由此证明,通过空气等离子体处理改变丝素材料的表面形貌,可以调控HAps在其表面沉积及其形貌。 在此基础上,本研究以空气等离子体处理技术改性丝素膜,以丝素膜为模板调控HAps的成核和生长,以期诱导骨髓间充质干细胞(MSCs)向成骨分化。通过SEM、FTIR、XRD等表征手段,以及体外成骨检测实验,结果表明:空气等离子体处理技术能够显著地改性丝素膜,矿化丝素膜表面观察到HAps的聚集成团,增加了丝素膜表面粗糙度,提高了丝素膜表面的亲水性;等离子体处理后的丝素膜成骨效果比未处理的丝素膜好,而矿化组的丝素膜成骨效果也优于未处理的丝素膜,等离子体处理并矿化的丝素膜具有最好的成骨效果,因此改性丝素膜的拓扑结构和矿化能够显著促进MSCs的成骨能力。