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细胞外基质材料是组织工程的核心,而纳米纤维材料仿生化的微环境能够影响细胞与细胞、细胞与基质之间的相互作用,调节细胞的生物学行为。纳米纤维材料由于其高孔隙率、大表面积以及与天然细胞外基质相似的形态结构等已成为组织工程支架领域研究的热点。丝素蛋白是从蚕丝中提取的一种天然纤维蛋白,具有良好的物理化学性能和生物相容性。海藻酸钠是一种广为存在的天然多糖,容易与其他高分子物质相结合,并具有良好的生物相容性和可降解性,是优良的组织工程支架材料。 本研究以丝素蛋白和海藻酸钠为原料,采用热致相分离法制备丝素/海藻酸钠复合纳米纤维支架,研究了复合纳米纤维支架的结构表征和生物相容性。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、万能试验机分析了复合纳米纤维支架材料的微观形貌、结构、结晶性、热稳定性和力学性能。 结果表明,复合纳米纤维支架的纳米纤维形态清晰,分布均匀,连通性好,纤维直径在50-500nm左右,与天然细胞外基质的结构相似,丝素蛋白浓度为5%时,制得的复合纳米纤维支架更符合组织工程中纳米纤维支架的要求。复合纳米纤维支架中的丝素蛋白主要以β-折叠构象存在,且随着复合支架中海藻酸钠含量的增加,丝素蛋白由无规卷曲向β-折叠构象的转变也越明显。复合支架在250℃以内,没有出现分解,在此温度内热稳定性良好。复合纳米纤维支架的机械性能有待改善。复合纳米纤维支架有较高的孔隙率,均在85%以上。其中,当丝素与海藻酸钠的质量比为5∶1时,材料的孔隙率达到92.74%。 通过观察人骨肉瘤MG-63细胞在复合支架材料上的生长状态及增殖情况,发现复合纳米纤维支架能够支持细胞的黏附、生长,与空白对照及非纳米纤维丝素/海藻酸钠复合支架相比,复合纳米纤维支架对MG-63细胞的增殖具有显著的促进作用。因此,复合纳米纤维支架具有良好的细胞相容性。 上述研究表明,丝素/海藻酸钠复合纳米纤维支架材料将有望研发成为组织工程领域一种性能优良的生物材料。