3D XRM用于矿化自组装丝素/纤维素互穿网络气凝胶的研究和开发

摘要

以生物分子为模板制备控制纳米-羟基磷灰石（n-HA）晶体成核和生长的生物活性材料是骨组织工程的一个重要研究领域。然而，同时满足具有适当的表面粗糙度、高孔隙率、结构稳定性、足够的机械强度、生物降解性和生物相容性等性能要求，是制约这些仿生材料在生物科学和医学临床转化领域发展的核心问题。本研究采用溶胶-凝胶冷冻干燥和原位矿化工艺，制备了矿化自组装丝素蛋白(SF)/纤维素互穿网络复合气凝胶（M-S-C），探讨了SF大分子的表面性质和矿化时间等主要因素对n-HA自组装过程的影响，以及M-S-C在特定条件下性质的影响。研究了M-S-C的理化性质、形态、力学性能、降解行为和体外细胞毒性等，以评价其在骨组织工程中的应用前景。M-S-C具有理想的松质骨修复材料所需的微观结构，孔隙率高达99.2%，热稳定性高，抗压强度可调(12.7-22MPa)，体外降解速率显著。此外，M-S-C提取物能显著促进人胚胎肾细胞增殖。这种矿化互穿聚合物网络气凝胶材料综合性能优异，在骨修复和再生方面具有潜在的应用前景。