丝素蛋白是经蚕茧脱胶而成的天然高分子纤维蛋白,其由于优良生物相容性、物化特性和促伤口愈合功效,备受化妆品业、食品业乃至生物医学材料领域青睐。目前丝素基生物医学材料的基础和应用研究众多,但其临床应用仍未得到突破性进展,而该临床应用瓶颈主要源于:1)丝素为天然纤维蛋白,其获取和被利用过程难以控制,导致制备结果重复性差,难以为医疗产业提供可靠数据说明;2)再生丝素蛋白具有一定水溶特性,而消除该诟病的方法单一,且安全性有待进一步研究;3)丝素自身性能尚不可完全满足生物医学材料的众多标准,如:吸湿、形状、舒适等。而纯丝素基伤口敷料作为丝素基生物医学材料之一,虽然具备良好的抗拉强度和药物缓释功能,但若要满足理想型伤口敷料标准需解决如下问题:水溶、吸保湿性和舒适性差。故本论文选择以丝素(SF)为基材,以其药物缓释功效为主线,通过复合吸水性多糖纤维海藻酸钠(SA)以增强敷料吸保湿功能,添加挥发性交联剂戊二醛(GA)以降低敷料水溶性,添加甘油(Gly)以增加敷料舒适度,从而制备性能优越的丝素基药物缓释伤口敷料。即本试验筛选了丝素基膜敷料不溶于磷酸缓冲液(PBS)且可缓慢释放药物的SA,GA和Gly含量范围,分析了各膜释药机制;并基于筛选所得各变量含量范围,优化出膜力学最佳时,各变量含量值;进一步测试了优化膜多项基本性能,表征了优化膜二级结构和热稳定性,并评估了其生物活性和安全性,这将对阐述丝素基伤口敷料的治疗作用、促进含丝素基敷料的新型伤口敷料实质性突破具有重要现实意义。1.丝素/海藻酸钠膜模型药物缓释体系的构建及释药动力学分析天然纤维丝素蛋白和海藻酸多糖是生物医用材料的优良原料,其中丝素的silkⅡ(β折叠)结构含量与海藻酸钠交联度作为可控药物缓释载体的关键要素,得到国内外学者广泛关注。本实验首先构建了丝素/海藻酸钠膜模型药物缓释体系并检测了体系中模型药物释放速率;其次,根据药物释放速率分析了体系药物释放规律,归属了药物释放动力学模型。结果显示:1~8%GA组、SA和Gly对载体释药有一定程度的促进作用,GA则相反;相对其他浓度载体,0.8%SA、低浓度Gly和低浓度GA组弱化了载体膜爆释现象,呈现更为稳定的释放速率。所有SF/SA缓释膜敷料的药物释放曲线线性拟合n值均小于0.5,即均属于Fickian模型扩散机理,但有别于典型平面、球体和柱状材料。总之,本实验推测出不溶于PBS溶液,且可持续缓慢释放药物的载体膜各变量浓度范围,为该载体膜的进一步研究奠定基础。2.响应曲面法优化制备丝素/海藻酸钠药物缓释载体膜力学性能是评价理想膜伤口敷料的重要指标。为了优化具最佳力学性能的丝素/海藻酸钠-戊二醛-甘油(SF/SA-GA-Gly)膜制备工艺,本文利用响应曲面法对GA-Gly联合辅助制备SF/SA膜的各变量参数进行了优化,结果显示,SA复合含量达丝素质量0.7%,GA和Gly添加量分别达成膜液总体积1.06%和1.2%时为最优制备条件,此时SF/SA-GA-Gly膜不仅满足舒适性敷料要求标准(E为20%时Ts<14 N),而且抗拉强度达16.602 MPa。结果有利于舒适性敷料的制备,具有一定的现实意义。3.丝素/海藻酸钠膜药物缓释载体的物理性能评估本实验以纯SF、SF-Gly和SF-GA为参考,以SF/SA、SF/SA-Gly、SF/SA-GA为对照,从释药机制、吸保湿、热稳定和溶胀度方面对SF/SA-Gly-GA膜进行了评估。结果表明GA对膜热水稳定性呈正影响,且影响显著;Gly对溶胀度有积极作用;而GA和Gly二者均弱化了SF/SA膜吸湿性能,增强了保水性能。另外,SF/SA-Gly-GA膜具备药物缓释功效,释药动力学机制属于Fickan模型。结果为SF/SA伤口敷料膜的实际应用研究提供了数据参考。4.丝素/海藻酸钠膜缓释载体的表征膜载体药物缓释功效与其形貌和结构密切相关。目前分析释药机制除通过药物释放速率和动力学分析,还以载体结构测试结果为辅助依据。本实验首先利用扫描电镜(SEM)对SF/SA-Gly-GA膜载体表观形貌予以观察,其次分别利用X射线衍射(XRD),傅里叶红外光谱(FT-IR)和差示扫描热量仪(DSC)对膜载体结构和热稳定性进行表征。SEM结果表明:SF/SA-GA-Gly膜含直径约20μm的凝胶颗粒,且与膜融为一体,DSC结果也表明SF和SA相容性良好;XRD,FT-IR和DSC均表明:在GA和Gly的存在下,SF/SA-GA-Gly膜二级结构由无规卷曲向β结构转变,使膜结晶区结构增多。结果为膜药物载体物理性能提供了理论依据。5.丝素/海藻酸钠膜生物安全和抗菌功效研究生物安全性和生物功效是考量生物材料临床可行性的必要标准,SF/SA-GA-Gly膜成分中SF和SA具有良好的生物相容性,Gly和GA则为医疗常见用剂,但GA含量超过0.2%则可引起细胞毒性。为了评估SF/SA-GA-Gly膜经清洗后的生物安全和生物功效,以清洗1次和2次后的膜为材料进行细胞毒性(MTT法)检测和抗菌活性(抑菌圈法)检测。结果表明:经清洗2次的材料无细胞毒性(RGR>75%);但经2次或1次清洗的材料均有抗大肠杆菌和金黄色葡萄球菌活性,且其抗菌效果差异不显著。因此,经2次清洗的SF/SA-GA-Gly膜具有临床治愈伤口的巨大潜力。