中文摘要：

本项目首先拟运用化学方法修饰丝胶蛋白膜，从而设计和构建异质表面，研究膜表面组成、结构对磷酸钙尤其是羟基磷灰石晶核和结晶形成的影响，分析影响结晶形成的表、界面因素；再以丝胶蛋白特征氨基酸为调控基质，进一步研究并阐明丝胶蛋白调控磷酸钙结晶的成核、生长机制。在此基础上，利用体外非生物学的方法研究丝胶蛋白对磷酸钙仿生组装机制及仿生矿化材料的合成，解明蛋白质初始结构、体系微环境等对丝胶蛋白/磷酸钙仿生矿化材料的尺寸、形貌、取向、结构和表面化学功能等的影响，分析各因素对矿化复合材料形成的调控规律；进而调控复合材料中的组分序列和空间构型，控制其作为一个整体的性能；最后结合物理性能和体外细胞相容性测定，分析丝胶蛋白/磷酸钙复合材料的形貌和结构等对其性能和细胞生长行为的影响。本项目研究能为模拟牙釉质等生物矿化组织微观结构的生物仿生材料的制备提供科学依据，也为进一步开拓蚕丝蛋白可能的应用领域提供参考。

结论摘要：

天然生物矿物具有复杂的组装方式与分级结构，从而使其具有独特的生物学和力学性能，模拟天然生物矿化的过程及机理，合成与天然生物矿化材料在成分、结构、过程控制以及功能表达上均相似的人工材料，是仿生生物材料研究的重要内容。作为人体最重要的生物矿物之一，磷酸钙类材料一直受到生物矿化和生物材料领域的广泛关注。而丝胶蛋白因其良好的生物相容性和生物可降解性能已成为理想的生物医用材料。通过体外模拟的方法仿生合成有机质/磷酸钙盐复合材料是目前的前沿研究方向之一。 本项目首先运用化学方法修饰丝胶蛋白膜，从而设计和构建异质表面，研究膜表面组成、结构对磷酸钙尤其是羟基磷灰石晶核和结晶形成的影响，分析影响结晶形成的表、界面因素；再以丝胶蛋白特征氨基酸为调控基质，进一步研究并阐明丝胶蛋白调控磷酸钙结晶的成核、生长机制。在此基础上，利用体外非生物学的方法研究丝胶蛋白/磷酸钙仿生组装机制及仿生矿化材料的合成，说明蛋白质初始结构、体系微环境等对丝胶蛋白/磷酸钙仿生矿化材料的尺寸、形貌、取向、结构和表面化学功能等的影响，分析各因素对矿化复合材料形成的调控规律；进而调控复合材料中的组分序列和空间构型，控制其作为一个整体的性能；最后结合物理性能和体外细胞相容性测定，分析丝胶蛋白/磷酸钙复合材料的形貌和结构等对其性能和细胞生长行为的影响。得出以下主要结论 1. 丝胶膜经处理后在水中有较好的稳定性，且在模拟体液中有较好的矿化能力；表面预处理成功的改变了丝胶膜表面的物理化学性能；丝胶蛋白/磷酸钙复合材料具有良好的生物相容性；丝胶膜矿化后有助于MG-63细胞在其表面的增殖与分化。 2. 氨基酸种类和浓度、反应时间对羟基磷灰石的形貌和尺寸都有一定的影响；制得的氨基酸/磷酸钙类复合材料均具有较好的生物相容性，能有效促进细胞增殖和分化。 3. 反应pH、温度和时间等工艺因素对磷酸钙晶体的晶相和微观形貌具有显著的影响，可通过改变反应条件实现对磷酸钙晶粒尺寸及形貌的可控调节，仿生合成具有不同形貌的丝胶蛋白/羟基磷灰石复合颗粒。 本项目研究为新型多元复合生物材料的制备提供科学依据，也为进一步开拓蚕丝蛋白可能的应用领域提供参考。