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神经损伤修复是组织工程领域迫切需要解决的一个难题。利用可降解的导管支架材料是修复外周神经损伤的可行途径之一。蚕丝丝素蛋白具有良好的生物相容性和可调节的降解性能，能够支持神经细胞和组织的生长，作为神经修复材料前景广阔。然而，如何基于水溶液体系避免化学试剂的使用，构建不溶于水而降解速率可以调控的丝素蛋白导管材料则是一个关键的挑战。同时，如何在丝素蛋白导管内构建能够引导神经轴突生长的定向微纳结构引导信号仍是一个难点。
首先，为了调控丝素蛋白的降解速率，本文研究了不同脱胶方法对丝素蛋白材料降解行为的影响。研究发现，NaHCO3和Na2CO3两种脱胶方法对丝素蛋白的分子量具有显著的影响。SDS-PAGE凝胶电泳实验结果表明，NaHCO3脱胶方法制备的丝素溶液的分子量更高，其分子量在100~250kDa范围内分布与Na2CO3脱胶制备的丝素溶液的更明显，而Na2CO3脱胶制备的丝素溶液在50kDa以下低分子量区域更明显。力学测试进一步表明，NaHCO3脱胶得到的膜具有更高的拉伸强度（69.9±2.5MPa）。体外酶降解行为实验结果显示，虽然两种丝素膜在PBS溶液的降解没有显著差异，但在酶XIV溶液中高分子量的丝素膜降解速率明显低于低分子量的丝素膜，表明通过脱胶处理可以调控丝素蛋白材料的降解速率。通过本文的研究，为调控丝素蛋白生物材料的降解速率提供新的方法。
其次，基于冷冻诱导丝素蛋白组装的方法，制备了不溶于水的神经导管，实现了丝素蛋白导管的绿色制备。研究发现，经-3~-5℃冷冻（软冻）和解冻处理之后，能够诱导冷冻的丝素蛋白构象和聚集态结构的转变，从而诱导丝素蛋白不溶于水。红外实验表明，经过软冻处理之后的丝素蛋白二级结构从无规卷曲向α-helix(螺旋)转变，经乙醇处理后的丝素蛋白支架转变为β-sheet（折叠）结构。XRD结果进一步表明，经过了软冻处理后的丝素蛋白材料结晶结构由无定形结构转变为SilkⅠ结构。当丝素蛋白溶液浓度低于5%时，丝素导管保型性差，随着浓度增加到5%以上时可以获得形态良好的导管材料。SEM结果发现，丝素蛋白导管内部为相互连通的多孔材料，随着丝素浓度的增加，孔径越小。拉伸性能测试发现，拉伸强度随着浓度的增加而增加，6%浓度的导管的断裂强力能达到（58±5kPa），断裂伸长能达到(169.2±12.1%)。乙醇处理之后，丝素蛋白导管的强度增大到（60±2kPa），但断裂伸长减少至(131.3±7.8%)，杨氏模量从（39.2±8.4kPa）显著增大到（48.3±4.4kPa），表明经过乙醇处理之后强度增大，但柔性变差。压缩测试结果同时显示，经过乙醇处理之后的丝素蛋白导管的压缩强力从（4.4±0.3kPa）增加到（5.7±1.5kPa），杨氏模量也从（16±2kPa）增加到（27±5kPa），与拉伸测试结果一致，表明软冻处理的丝素蛋白导管强度较乙醇诱导的丝素蛋白导管强度有所下降，但柔性增强。
最后，为了调节神经导管的微纳结构和降解速率，本文研究了在丝素蛋白导管内部构建定向的微纳纤维以及不同脱胶方法对神经导管（silkⅠ结构）降解行为的影响。研究发现，液氮冷冻能够诱导β-sheet结构丝素蛋白在介观尺度上的结构转变。经超声波诱导丝素蛋白快速转变为β-sheet结构之后，再经液氮快速冷冻，能够形成纳米纤维结构。随着浓度的增加，丝素蛋白从纤维结构向片状结构转变。当浓度在0.2%时，丝素蛋白主要以纳米纤维结构为主。进一步，将β-sheet丝素蛋白灌入到导管内部，利用液氮定向冷冻，可以在导管内部构建定向纳米纤维结构，从而形成定向的微纳引导信号。体外酶降解行为发现，可以通过采用不同的脱胶方式调控导管的降解速率。不同脱胶方法制备的丝素蛋白导管在PBS溶液中的降解速率相近，21天后降解了35%左右。但在胶原酶溶液中，Na2CO3脱胶制备的丝素蛋白导管降解更快。21天后NaHCO3脱胶制备的丝素蛋白神经导管降解了42.5%，Na2CO3脱胶制备的丝素蛋白导管降解已经达到63%。通过本文的研究，实现了丝素蛋白导管内部定向微纳结构和降解速率的调控。
首先，为了调控丝素蛋白的降解速率，本文研究了不同脱胶方法对丝素蛋白材料降解行为的影响。研究发现，NaHCO3和Na2CO3两种脱胶方法对丝素蛋白的分子量具有显著的影响。SDS-PAGE凝胶电泳实验结果表明，NaHCO3脱胶方法制备的丝素溶液的分子量更高，其分子量在100~250kDa范围内分布与Na2CO3脱胶制备的丝素溶液的更明显，而Na2CO3脱胶制备的丝素溶液在50kDa以下低分子量区域更明显。力学测试进一步表明，NaHCO3脱胶得到的膜具有更高的拉伸强度（69.9±2.5MPa）。体外酶降解行为实验结果显示，虽然两种丝素膜在PBS溶液的降解没有显著差异，但在酶XIV溶液中高分子量的丝素膜降解速率明显低于低分子量的丝素膜，表明通过脱胶处理可以调控丝素蛋白材料的降解速率。通过本文的研究，为调控丝素蛋白生物材料的降解速率提供新的方法。
其次，基于冷冻诱导丝素蛋白组装的方法，制备了不溶于水的神经导管，实现了丝素蛋白导管的绿色制备。研究发现，经-3~-5℃冷冻（软冻）和解冻处理之后，能够诱导冷冻的丝素蛋白构象和聚集态结构的转变，从而诱导丝素蛋白不溶于水。红外实验表明，经过软冻处理之后的丝素蛋白二级结构从无规卷曲向α-helix(螺旋)转变，经乙醇处理后的丝素蛋白支架转变为β-sheet（折叠）结构。XRD结果进一步表明，经过了软冻处理后的丝素蛋白材料结晶结构由无定形结构转变为SilkⅠ结构。当丝素蛋白溶液浓度低于5%时，丝素导管保型性差，随着浓度增加到5%以上时可以获得形态良好的导管材料。SEM结果发现，丝素蛋白导管内部为相互连通的多孔材料，随着丝素浓度的增加，孔径越小。拉伸性能测试发现，拉伸强度随着浓度的增加而增加，6%浓度的导管的断裂强力能达到（58±5kPa），断裂伸长能达到(169.2±12.1%)。乙醇处理之后，丝素蛋白导管的强度增大到（60±2kPa），但断裂伸长减少至(131.3±7.8%)，杨氏模量从（39.2±8.4kPa）显著增大到（48.3±4.4kPa），表明经过乙醇处理之后强度增大，但柔性变差。压缩测试结果同时显示，经过乙醇处理之后的丝素蛋白导管的压缩强力从（4.4±0.3kPa）增加到（5.7±1.5kPa），杨氏模量也从（16±2kPa）增加到（27±5kPa），与拉伸测试结果一致，表明软冻处理的丝素蛋白导管强度较乙醇诱导的丝素蛋白导管强度有所下降，但柔性增强。
最后，为了调节神经导管的微纳结构和降解速率，本文研究了在丝素蛋白导管内部构建定向的微纳纤维以及不同脱胶方法对神经导管（silkⅠ结构）降解行为的影响。研究发现，液氮冷冻能够诱导β-sheet结构丝素蛋白在介观尺度上的结构转变。经超声波诱导丝素蛋白快速转变为β-sheet结构之后，再经液氮快速冷冻，能够形成纳米纤维结构。随着浓度的增加，丝素蛋白从纤维结构向片状结构转变。当浓度在0.2%时，丝素蛋白主要以纳米纤维结构为主。进一步，将β-sheet丝素蛋白灌入到导管内部，利用液氮定向冷冻，可以在导管内部构建定向纳米纤维结构，从而形成定向的微纳引导信号。体外酶降解行为发现，可以通过采用不同的脱胶方式调控导管的降解速率。不同脱胶方法制备的丝素蛋白导管在PBS溶液中的降解速率相近，21天后降解了35%左右。但在胶原酶溶液中，Na2CO3脱胶制备的丝素蛋白导管降解更快。21天后NaHCO3脱胶制备的丝素蛋白神经导管降解了42.5%，Na2CO3脱胶制备的丝素蛋白导管降解已经达到63%。通过本文的研究，实现了丝素蛋白导管内部定向微纳结构和降解速率的调控。