J. Drug Deliv. Sci. Technol.：絲素蛋白對制備骨再生用納米纖維支架的影響

2020-11-04 易絲幫

DOI:10.1016/j.jddst.2020.102182

絲素蛋白（SF）基生物材料因其優異的生物相容性、生物降解性以及炎癥反應小、免疫原性低等特殊性能而受到越來越多的關注，尤其是在開發骨再生用生物活性支架方面。迄今為止，絲素蛋白與多種生物相容性聚合物和無機材料混合，以增強其體外和體內性能。這項研究介紹了從家蠶蠶繭中提取絲素蛋白的詳細操作步驟，然后使用Na2CO3水溶液進行脫膠。采用NH4H2PO4和Ca（NO3）2.4H2O共沉淀法合成了羥基磷灰石。然后將其與提取的絲素蛋白和聚乙烯醇（PVA）溶液混合，制成了所需的納米纖維/支架。通過靜電紡絲和冷凍干燥的方法將混合溶液的粘度調節至合適的濃度以制備納米纖維支架。通過FT-IR、XRD和SEM對所制備的支架進行了深入表征，以確定其官能團、相形成、孔隙率和表面形態。使用MG-63細胞系評估細胞活力，通過將其浸入模擬體液（SBF）溶液中以進一步評估體外生物活性。使用頭孢氨芐一水合物（CEM）在PBS培養基中檢測支架的藥物負載量和釋放特性。結果表明，所制備的PVA/HAP/SF基支架顯示出更好的成骨細胞增殖能力，藥物釋放時間延長。因此，這種優化的納米纖維可作為骨組織工程應用的有效材料。

圖1.絲素蛋白的合成。

圖2.（a）燒結的HAP，（b）PVA電紡納米纖維，（c）絲纖蛋白，（d）PVA/HAP電紡納米纖維，（e）PVA/HAP凍干樣品，（f）PVA/SF電紡納米纖維，（g）PVA/HAP/SF電紡納米纖維和（h）PVA/HAP/SF凍干樣品的FTIR光譜。

圖3.（a）燒結的HAP，（b）PVA電紡納米纖維，（c）絲纖蛋白，（d）PVA/HAP電紡納米纖維，（e）PVA/HAP凍干樣品，（f）PVA/SF電紡納米纖維，（g）PVA/HAP/SF電紡納米纖維和（h）PVA/HAP/SF凍干樣品的X射線衍射圖。

圖4.（a）燒結的HAP，（b）PVA電紡納米纖維，（c）SVA浸泡前PVA/HAP/絲素蛋白電紡納米纖維，（d）SBF浸泡前PVA/HAP/SF凍干樣品，（e）SBF浸泡7天后PVA/HAP/SF電紡納米纖維，（f）SBF浸泡后PVA/HAP/SF凍干樣品，（g）SBF浸泡14天后PVA/HAP/SF電紡納米纖維，（h）SBF浸泡14天后PVA/HAP/SF冷干樣品的SEM形貌。

圖5（i）SBF浸泡7天的FTIR圖：（a）PVA/HAP電紡納米纖維，（b）PVA/HAP凍干樣品，（c）PVA/SF電紡納米纖維，（d）PVA/HAP/SF電紡納米纖維，（e）PVA/HAP/SF凍干樣品。（ii）SBF浸泡14天的FTIR圖：（a）PVA/HAP電紡納米纖維，（b）PVA/HAP凍干樣品，（c）PVA/SF電紡納米纖維，（d）PVA/HAP/SF電紡納米纖維，（e）PVA/HAP/SF凍干樣品。

圖6（i）SBF浸泡7天的XRD圖：（a）PVA/HAP電紡納米纖維，（b）PVA/HAP凍干樣品，（c）PVA/SF電紡納米纖維，（d）PVA/HAP/SF電紡納米纖維，（e）PVA/HAP/SF凍干樣品。（ii）SBF浸泡14天的XRD圖：（a）PVA/HAP電紡納米纖維，（b）PVA/HAP凍干樣品，（c）PVA/SF電紡納米纖維，（d）PVA/HAP/SF電紡納米纖維，（e）PVA/HAP/SF凍干樣品。