蚕丝及再生丝素蛋白材料及其应用
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前言

蚕丝,是熟蚕结茧时分泌丝液凝固而成的连续长纤维,它与羊毛一样,是人类最早利用的动物纤维之一。从单个蚕茧抽得的丝条称为茧丝,它由两根单纤维通过丝胶黏合包覆而成。蚕丝为蛋白质纤维,由18种氨基酸组成,吸湿性极佳,是应用最为广泛的天然纤维之一。

随着对丝素蛋白结构与理化性质研究的不断深入,近年来国内外的研究将蚕丝从传统纺织领域的应用逐渐向化妆品、光电子、医药等领域延伸。目前国家及多省份的纺织工业发展规划中均将生物医用材料列为重点发展对象,开发以丝素为基材的高附加值的生物医用材料是蚕丝产品从传统纺织转型升级的重要方向之一。

丝素蛋白来源广、成本低,与其他生物材料相比(如胶原蛋白、聚乳酸等),表现出更有利于细胞的黏附和生长以及更为可控的降解性能和可塑性,在组织工程、药物缓释等领域发挥出巨大的应用潜力,已成为生物医用材料的理想素材。丝素蛋白再生材料因其良好的生物相容性、降解性、可塑性等成为制备生物医用材料的理想素材,目前已被加工成多种性状,如微纳米纤维、膜、多孔支架、水凝胶和管状等,在细胞培养基质、药物缓释剂、神经、皮肤、骨骼、血管等组织工程领域取得了突破性进展。

丝素蛋白结构与理化性质研究主要包括以下四个方面的内容。

一是,课题组首次采用一种全新的盐/甲酸溶剂体系溶解脱胶蚕丝,研究该溶剂体系对于蚕丝的溶解特征,与传统溶剂相比,该溶解方法具有盐浓度低、常温条件快速溶解、溶解可控制在纳米原纤水平的特点,纳米原纤结构的保留非常有益于制备高性能再生丝素蛋白材料。二是,在上述研究工作的基础上,采用干法纺丝、湿法纺丝制备再生丝素蛋白纤维,探讨基于纳米原纤纺丝液的再生丝素蛋白纤维的形成过程及纤维的结构与性能,通过表面形貌、聚集态结构及力学性能的表征探讨其在生物医用材料中的应用。三是,制备再生丝素蛋白静电纺纳米纤维,该纤维表现出成形性好、结构稳定、易牵伸等优势,并通过细胞实验验证了该材料良好的生物相容性。四是,构建结构及性能稳定的再生丝素蛋白水凝胶,并通过药物缓释实验验证再生丝素蛋白水凝胶作为药物缓释载体的可行性。

本书对蚕丝的结构性能以及再生丝素蛋白材料的成形过程、结构与性能及应用进行了深入的探讨,拓展了蚕丝在除纺织领域之外的应用前景,呈现出不同学科的交叉融合。本书不仅为蚕丝行业的科技工作者提供技术上的参考,也为其在生物医用领域的应用提供新途径和新思路。

本书共分五章,第一章由左保齐、吴惠英撰写,第二章由吴惠英、张锋撰写,第三由吴惠英、岳晓晓、姜志娟撰写,第四章由吴惠英、张锋撰写,第五章由周燕、明津法、钟天翼撰写。

书中不当之处,敬请专家和读者不吝赐教。

编著者

2016年8月