蚕丝丝素蛋白具有无毒、可生物降解、与人体生物相容性良好等特点,是一种重要的生物医用材料。近年来,丝素蛋白作为生物医用纺织材料用于骨组织修复已成为研究热点。但由于其缺乏生物活性,不能与骨组织形成化学性结合界面,与骨结合力差;且再生得到的丝素蛋白力学强度较低,这些不足限制了其在骨修复领域中的应用。　　 硅酸钙是一种钙.硅基材料,具有优良的生物活性、降解性和生物相容性,能促进成骨细胞增殖和分化,促进同软/硬组织形成化学键合作用,因此它是一种具有广阔应用前景的生物活性材料。但作为一种无机材料,硅酸钙较难达到骨组织工程材料“可塑性好”的要求,缺乏高分子材料所具有的良好加工性。　　 本文选择具有优良生物相容性的丝素蛋白作为有机相,采用良好生物活性和骨诱导性的硅酸钙作为无机相进行复合,尝试利用硅酸钙生物活性高的优点来改善丝素存在的缺陷,同时利用丝素可塑性好的特点来弥补硅酸钙难以加工成型的缺点。本文首先制备了不同形状的硅酸钙作为复合材料的基材之一,采用冷冻干燥法和静电纺丝法分别制备了可望用于骨组织工程支架和骨引导膜材料的丝素蛋白/硅酸钙复合多孔支架和纤维膜两种材料。通过透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、傅里叶变换拉曼光谱(FT-Raman)、力学性能、体外生物活性等测试,对复合多孔支架和纤维膜的结构与性能进行了系统研究。结果表明,通过复合,克服了丝素蛋白和硅酸钙的缺陷,制备出一类新型的骨修复生物材料,为其作为骨组织再生的多孔支架和引导膜材料用于骨-软骨组织修复提供理论和实验基础。主要工作内容如下:　　 1.分别采用化学沉淀法和水热合成法制备了纳米硅酸钙粉体和硅酸钙纳米品须。透射电镜(TEM)显示采用化学沉淀法制各的硅酸钙粉体的粒度在40-100nm之间,尺寸小,比表面积大,具有较高的表而反应活性;采用水热合成法制备的硅酸钙纳米晶须的直径为15-30nm,长度为60-300nm,与电纺丝纤维的尺寸匹配,满足电纺丝技术的喷丝要求。　　 2.FTIR、FT-Raman和XRD分析表明,经冷冻干燥和静电纺丝制备的复合多孔支架与纤维膜中丝素蛋白以无规卷曲/α-螺旋构象为主,因此易溶于水。采用乙醇处理之后,丝素蛋白的构象由无规卷曲/α-螺旋转变为β-折叠,复合多孔支架和纤维膜在水中的溶解性降低至2-6％,稳定性增强,能满足骨修复材料的水不溶性要求。　　 3.采用冷冻干燥法制备的丝素蛋白/硅酸钙复合多孔支架孔隙分稚均匀,孔连通性较好,孔隙率为78-93％,孔径为50-330μm硅酸钙的加入使复合多孔支架的孔隙率下降,抗压强度和模量均增大。当硅酸钙含量达到40wt％时,由于纳米硅酸钙粒子的团聚,导致多孔支架力学性能的下降。　　 4.采用静电纺丝法制备的丝素蛋白/硅酸钙复合纤维的直径为100-400nm,孔隙率约为78％,孔隙分布均匀。随着硅酸钙纳米晶须含量的增加,复合纤维膜的孔隙率保持恒定,拉伸强度和断裂伸长率随之降低。　　 5.硅酸钙是亲水性的无机材料,在丝素蛋白中添加硅酸钙能降低复合材料的水接触角,提高复合多孔支架与纤维膜的亲水性和吸水率,有利于细胞的粘附并能防止细胞所需的营养物质丢失,有利于细胞培养。　　 6.模拟体液(SBF)浸泡实验表明,丝素蛋白/硅酸钙复合多孔支架与纤维膜在SBF中浸泡7天后表面形成了一层包含碳酸根的羟基磷灰石层(CHA),而且CHA的沉积量随硅酸钙含量的增加而增大,说明丝素蛋白/硅酸钙复合多孔支架与纤维膜具有良好的体外生物活性。　　 7.硅酸钙对复合多孔支架与纤维膜的降解性能有较大影响:随着硅酸钙含量的增加,复合多孔支架与纤维膜的降解率增大,因此复合多孔支架与纤维膜的降解速率可通过渊整硅酸钙与丝素蛋白的比例进行控制,从而达到与组织生长速率相适应的要求。　　 8.采用L929小鼠成纤维细胞和MC3T3-E1小鼠颅骨成骨细胞对丝素蛋白/硅酸钙复合多孔支架和纤维膜的生物相容性进行了评价。结果表明,复合多孔支架和纤维膜的浸提液中L929小鼠成纤维细胞的相对增值率RGR均在97-116％之间,说明复合多孔支架和纤维膜对L929小鼠成纤维细胞生长不存在毒副作用。含30wt％和40wt％硅酸钙的复合多孔支架的浸提液中,L929小鼠成纤维细胞表现出高增殖现象,说明复合多孔支架的浸提液对L929小鼠成纤维细胞的增殖作用更明显。将MC3T3-E1小鼠颅骨成骨细胞直接种植在丝素蛋白/硅酸钙复合多孔支架和纤维膜上,研究细胞在材料上的贴附、增殖和分化情况。与纯丝素蛋白支架和纤维膜相比,复合多孔支架和纤维膜上的MC3T3-E1小鼠成骨细胞贴附率没有显著性差异,但含20wt％以上的复合多孔支架和纤维膜上细胞的增殖率和分化情况明显高于纯丝素多孔支架和纤维膜,说明复合多孔支架和纤维膜能更好地支持MC3T3-E1小鼠颅骨成骨细胞增殖和分化。