丝素蛋白基纺织材料及其在生物医学领域的应用

来源期刊：材料导报2020年第7期

论文作者：拜凤姣 王卉 陈晓敏 吴晨星 张克勤

文章页码：7154 - 7160

关键词：丝素蛋白;纺织材料;生物医学;组织工程;

摘    要：丝素蛋白是一种天然蛋白质聚合物,可从蚕茧中提取,已在纺织工业领域使用了数千年。随着对可植入和可降解生物材料需求的增大,丝素蛋白材料凭借优良的生物相容性、生物降解性、非免疫原性,以及来源丰富,并可与其他生物材料协同作用形成具备独特性能的生物复合材料等优势,在生物医学领域越来越受到人们的关注。以丝素蛋白纤维为基础的生物医用纺织材料的多功能性和可持续性为通过环保方法定制生物材料以满足特定生物医学应用提供了新的研究思路与解决方案。天然丝素蛋白纤维可通过蚕丝脱胶得到,经溶解后可制成再生丝素蛋白溶液,而再生丝素蛋白溶液可进一步通过不同的成型方式得到再生丝素纤维材料。根据生物医学领域的实际应用需求,丝素蛋白纤维可经机织、针织、编织、非织、静电纺、三维打印等多种技术手段制成一维、二维或三维生物医用纺织品,在组织工程支架、药物缓释载体和生物传感器等生物医学领域具有广阔的应用前景。但是,目前丝素蛋白纺织材料的力学性能、持久性等方面还存在一定的劣势,且特异生物功能性表现不佳,如血溶性、细胞粘附、骨整合以及细胞分化引导等方面,在一定程度上限制了丝素蛋白纺织材料在生物医学领域的应用。为了扩展丝素蛋白纺织材料在生物医学领域的应用,通常需要在保留其优越固有特性的条件下,对丝素蛋白纺织材料进行功能修饰,增强固有功能或引入新功能。目前,丝素蛋白材料功能修饰的方法主要有四种:内在功能修饰、丝素蛋白纤维表面修饰、丝素蛋白纤维与其他功能纤维混纺修饰、再生丝素蛋白纺丝前直接混合改性处理。经过功能修饰的丝素蛋白材料可有效引导细胞响应与功能表达,增强力学性能,以达到促进伤口愈合和组织器官修复的目的。本文重点介绍了近年来不同形态的一维、二维和三维丝素蛋白基纺织材料在生物医学领域的研究进展,对丝素蛋白材料的结构和基本性质进行了介绍,归纳了丝素蛋白纺织材料功能性的修饰方法,并对丝素蛋白基生物医用纺织材料的发展前景进行了展望。