无降解丝胶蛋白的提取、结构调控及其对生物相容性的影响机制

Recently, the application of sericin in tissue engineering as biodegradable scaffold is restricted, due to its controversial compatibility and weak mechanical properties. Therefore, we attempt to obtain the undegraded sericin for improving the mechanical properties of sericin film. And its biocompatibilities are studied in three levels by blood test, cell test and animal test. In this project, three undegraded sericin will be extracted from silk cocoon, cocoon stripping and silk gland, respectively. The structure will also be regulated by using degraded cocoon sericin and post-treating of sericin films with ethanol or glycerol. The relationship between sericin structure, physical properties and biocompatibilities will be elucidated. This research is very important to enhance the application of sericin in tissue engineering and advance the development of silkworm and mulberry discipline.

至今为止，人们对丝胶蛋白的生物相容性存在较大争议，而且利用现有方法提取的丝胶蛋白发生了明显降解，致使丝胶膜等功能材料的力学性较差，从而限制了丝胶在生物降解型组织工程支架中的应用。因此，本项目拟在获得无降解丝胶蛋白的基础上，以丝胶膜为模型，从体外血液试验、体外细胞试验以及体内动物试验三水平对丝胶生物相容性进行系统研究。通过改变丝胶来源、提取方式、后处理加工等条件，对丝胶结构进行调控，解明丝胶结构与性能之间的关系，进一步阐明丝胶结构、性能对生物相容性的影响机制。本项目的实施，将有利于促进组织工程用丝胶功能材料的研制，对拓展丝胶用途、促进蚕桑学科发展，具有重要意义。

目前研究较多的通常是被降解得比较厉害的丝胶蛋白，而无降解丝胶蛋白的结构性能的研究尚属空白，限制了对丝胶蛋白的全面认识及其有效利用。基于以上原因，本项目研制了三种代表性的丝胶膜材料为模型，进行了丝胶结构、性能及生物相容性的研究。三种丝胶膜分别为降解沸水提取鲜茧丝胶膜（膜A，Film A）、无降解氯化钙提取干茧丝胶膜（膜B，Film B）、无降解丝腺丝胶膜（膜C，Film C）。通过X-射线衍射、固态核磁共振等现代分析手段检测发现三种丝胶膜的二级结构均以无规卷曲为主。扫描电镜显示三种自组装丝胶膜表现了明显不同的显微结构。丝胶蛋白分子的完整性并不能获得最好的力学性能和生物相容性，还取决于其分子的自组装结构、制备条件等重要因素。通过本项目的研究，有利于更好地认识丝胶分子的结构与性能、为丝胶的后续综合利用提供重要的参考资料、促进丝胶的有效利用。