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家蚕（Bombyx mori）丝胶蛋白是蚕丝纺织加工过程中的副产物,产量丰富,但在蚕丝加工过程中往往被视为废弃物,常与大量的蚕丝碱性脱胶废液一起排放,不仅污染环境还造成大量生物资源的浪费。所以,丝胶的回收与高附加值的开发利用是一研究热点。虽然丝胶蛋白在护肤护发品、功能食品等方面的研究较为重视,但在医用组织工程的应用上因其脆弱的机械强度与易降解等特性而受限。丝素具有良好的力学性能、生物相容性以及易成型固化等特性,作为一种生物墨水在生物医学应用领域的研究与开发正得到关注,但与丝胶蛋白一起合成丝蛋白复合生物墨水的研究与开发还很少。另外,鸡蛋蛋清来源丰富、提取便捷且价格低廉,是一种广受人们喜爱的蛋白营养食品,但在医用生物材料方面的开发利用才刚刚起步,而在作为生物墨水的研究鲜有报道。蛋清具有抗氧化、抗炎症、生物相容性和易胶凝化等优异特性。然而,蛋清同样具有易降解和机械性能差等缺点,在医用生物材料方面的开发应用受到相当程度的限制。所以,本文重点研究基于丝素、丝胶和蛋清的复合生物墨水,详细探讨其机械特性和体外特性,为丝蛋白、蛋清蛋白作为生物打印复合墨水应用于医用组织工程中开辟新的途径。本文利用本团队最新开发的氢氧化钙水溶液[0.05%Ca（OH）2]煮沸和脱胶液硫酸中和的方法进行蚕丝或蚕茧壳脱胶处理,既制备了完全脱胶的蚕丝丝素纤维蛋白（SF）,又从脱胶液中回收到了部分降解的全丝胶蛋白（WS）。采用高温高压脱胶法制备了蚕丝纤维的内层丝胶蛋白（ILS）,以及鸡蛋的浓、稀蛋清经过高速匀浆后制备的均质蛋清（EW）。本课题基于上述绿色制备方法获得了四种高分子蛋白（SF、WS、ILS和EW）分别与2.5%（v/v）的交联剂甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）进行接枝反应,得到了四种GMA接枝蛋白,加入光引发剂Irgacure 2959,用磷酸缓冲溶液（PBS）配制复合蛋白墨水,3D生物打印制备了九种多孔蛋白生物支架,并系统地研究了这些支架的结构、机械性能以及体外生物学特性等。力学分析表明,GMA-ILS加入后制备的丝蛋白复合支架GMA-SF/ILS（20%）可将丝素支架GMA-SF的压缩强度从0.203 MPa提升至0.286 MPa,抗压性能提高41%;这种支架的机械性能以加入20%修饰内层丝胶为最强,优于全丝胶。丝蛋白复合支架的压缩强度顺序为GMA-SF/ILS（20%）＞GMA-SF/ILS（30%）＞GMA-SF/WS（10%）＞GMA-SF/ILS（10%）＞GMA-SF/WS（20%）＞GMA-SF/WS（30%）。掺入接枝丝素的蛋清复合支架GMA-EW/SF（50%）的压缩强度提高了 20%,压缩强度与修饰丝素加入量呈剂量效应,其顺序为GMA-EW/SF（50%）＞GMA-EW/SF（25%）＞GMA-EW/SF（10%）。用两种丝胶掺入的 GMA-SF/WS（10%）与GMA-SF/ILS（20%）丝蛋白复合支架的平均孔径分别约为71.2 μm和74.9 μm,而掺入丝素的GMA-EW/SF（50%）蛋清复合支架的平均孔径略小于前二者（61.3μm）,添加GMA修饰丝素能显著增加蛋清/丝素复合支架的孔径大小,均具有三维网络结构有利于细胞着生与增殖。红外光谱与X-射线衍射分析表明,丝蛋白复合支架和蛋清复合支架都以β-折叠结构为主。热分析结果显示,丝蛋白复合支架GMA-SF/WS（10%）和GMA-SF/ILS（20%）的热分解温度分别较单独丝素支架GMA-SF升高了3℃和2℃,蛋清复合支架GMA-EW/SF（50%）的热分解温度比单独蛋清支架GMA-EW高10℃。掺入二种丝胶的丝蛋白复合支架溶胀性能均得到了提高。中性蛋白酶的酶解实验表明改性后的复合生物支架的结构和性质更加稳定,可以延缓蛋白酶的水解。掺入质量比10%接枝全丝胶和20%接枝内层丝胶的丝蛋白复合支架培养20天后,GMA-SF/WS和GMA-SF/ILS复合支架的残留率分别在23%和25%左右,而掺入质量比50%修饰丝素的GMA-EW/SF蛋清复合支架酶解9天后,其残留率较单独GMA-EW蛋清支架高18%左右。药物缓释表明加入GMA-WS和GMA-ILS的丝蛋白支架胰岛素释放效率更高,5天后释放率分别达到61%和56%,而加入50%接枝丝素的蛋清复合支架的药物缓释性能显著改善。体外培养实验表明丝蛋白复合支架和蛋清复合支架上都能观察到大量呈梭形的L-929细胞的着生,且细胞伸展性较好。这些复合支架都能促进细胞的粘附与增殖。本实验以绿色脱胶方法制备的丝蛋白和均质蛋清为原料,接枝GMA后的复合墨水通过生物打印制备蛋白复合水凝胶支架,其中加入内层丝胶的丝蛋白复合生物支架机械性能明显提高,具有较高的细胞活力,药物释放效率有所提高;加入修饰丝素的蛋清复合支架机械性也明显提高,酶解抗性显著提高,药物释放速度有所减慢。所以,可以根据不同的应用场景包括细胞、药物、组织等生物打印不同类型的蛋白复合支架。本实验结果为丝蛋白和蛋清蛋白在医学组织工程材料特别是人工皮肤、药物载体和生物植入支架等方面的研究提供了可靠的实验数据,也为丝蛋白特别是丝胶的回收与利用以及蛋清蛋白的新用途和高附加值产品开发提供了新的前景。