项目名称：具有微纳结构的蚕丝蛋白基生物支架的构建及生物性能研究

完成人：王曙东、马倩、王可、刘华、樊理山、陈宏武

完成单位：盐城工业职业技术学院

成果类别：基础类

项目简介：

本项目结合纺织科学、材料科学与生命科学等多学科展开前沿交叉研究，探索具有微纳结构的蚕丝蛋白材料在生物医学特别是在组织工程血管方面的潜在应用，发展了采用现代纳米成型技术构建蚕丝蛋白基血管支架材料的理论，研究并解决了蚕丝蛋白基血管支架的成型机制、结构与性能可控、生物相容性等科学问题，证明了蚕丝蛋白基管状支架材料在人工血管的替代方面具有独特的优势和潜在临床应用价值。 1. 静电纺丝法分层构建蚕丝蛋白基血管支架 （1）采用静电纺丝技术分层构建了聚乳酸（PLA）/蚕丝蛋白-明胶复合膜状支架，研究并解决了蚕丝蛋白与明胶的共混再与PLA的复合机理等科学问题，为构建蚕丝蛋白基复合血管支架奠定基础。 （2）采用与氧化石墨烯共混纺丝法，提升改善蚕丝蛋白的抗菌性；采用共混纺丝及接枝等方法将肝素引入蚕丝蛋白支架，改善血管支架的凝血性能，解决了蚕丝蛋白基血管支架应用过程中的技术问题。 （3）设计了静电纺丝的收集装置，实现了PLA/蚕丝蛋白-明胶复合血管支架及其管径的可控制备，研究了血管支架的生物相容性，实现了血管支架材料的生物安全性。 2. 三维打印法制备结构可控蚕丝蛋白基血管支架 （1）探索了蚕丝蛋白水凝胶的多种制备方法，重点发展了电凝胶法绿色制备蚕丝蛋白水凝胶，阐明了其凝胶成型机制及快速成型方法，为采用三维打印制备蚕丝蛋白血管支架奠定基础。 （2）构建了蚕丝蛋白/细菌纤维素复合水凝胶双网络结构体系，提升了蚕丝蛋白水凝胶的力学性能，解决了蚕丝蛋白基血管支架在应用过程中生物力学性能不稳定的问题。 （3）采用三维生物打印法制备结构规整的蚕丝蛋白血管支架材料，创新地将蚕丝蛋白与细胞的复合凝胶体系直接打印成支架材料与细胞的复合体，工序简单，具有重要的科学意义和应用价值。 基于蚕丝蛋白基生物支架材料的研究成果在国际上产生了较好的影响，对推动蚕丝蛋白基支架材料应用于生物医用领域特别是血管组织工程支架具有较好的学术价值和潜在的应用价值。项目共发表学术论文28篇，其中SCI源期刊10篇，授权发明专利3件。8篇代表性研究成果发表于Biomacromolecules、Mat. Sci. Eng. C、Int. J. Biol. Macromol.、J. Biomed. Mater. Res. A等国际知名生物材料研究期刊上。8篇代表作总他引285次，最高篇他引96次。多篇代表作被发表于Chem. Soc. Rev.、Prog. Polym. Sci.等顶级杂志的论文评价或引用。其中德国拜罗伊特大学和中国青岛大学两篇发表于Prog. Polym. Sci.的综述文章中，用了整段篇幅详细地介绍我们在蚕丝蛋白血管支架方面的研究成果。成果第一完成人的硕士学位论文《静电纺PLA/丝素-明胶复合管状支架的构建及其性能》获得江苏省优秀硕士学位论文，与项目相关的成果获得盐城市自然科学学术成果一等奖2项，获得江苏省科技创业大赛优秀团队1项。

主要论文著作