支架材料作为组织工程关键因素，其研究得到了突飞猛进的发展，涵盖了天然生物材料及人工合成高分子材料两大类，天然的比如有壳聚糖、明胶、海藻酸钠等，人工合成的主要为酯类的高聚物，比如聚乳糖等。但是，由于人体组织结构的特殊性，尚难以确定哪几种材料为最佳支架材料。蚕丝被证明具有生物相容性、良好的生物力学性能、特异的降解性，对于力学强度要求较高，同时降解时间又较长的支架的构建，蚕丝无疑提供了一种很好的选择。
1、作为细胞培养基质
建立由细胞和生物材料构成的三维空间复合体是组织工程的关键。三维空间结构为细胞提供了获取营养、气体交换、排泄废物和生长代谢的场所，也是形成新的具有形态和功能的组织、器官的物质基础。蚕丝是天然成品，丝素蛋白整体上带负电，带负电的生物材料生体相容性较好。研究表明,蚕丝水解蛋白非结晶区有许多碱性氨基酸,与胶原蛋白一样，对体外培养的动物细胞有良好的吸附作用,对维持细胞功能也有重要作用。从不同角度进行的检测结果表明：丝素蛋白无毒性、无刺激作用、无过敏性，具有良好的生物相容性和表面活性，是细胞立体培养的天然支架，其来源丰富，价格便宜，处理简单。
2 蚕丝在骨组织工程材料上的应用
骨组织工程需要生物材料支架作为种植细胞的黏附基质，同时支架也为新的骨相关细胞外基质的形成提供物理支持，因此这种支架材料不仅要有良好的生物相容性而且要有合适的降解性能以及良好力学性能，而用于骨移植的材料主要受到力学性能阻碍。由于丝素具有良好的力学性能和缓慢的降解性能可以为骨重构提供足够的时间，所以近年来在骨组织工程上受到青睐。Lorenz Meinelden将蚕丝通过一定的处理脱去丝胶制成支架，将这种支架作为骨组织工程中干细胞在骨原性的条件下培养的模板，在生物反应器内培养5周左右，然后将这种复合骨组织工程移植物移植到大鼠颅盖骨临界大小的缺损处，结果发现这种复合体系能诱导和加速骨形成。后来又将这种体系作为裸鼠临界大小缺损的股骨修复移植物，也成功地愈合了股骨的缺损。这些结果表明这种缓慢降解的蛋白基质有足够的时间控制羟磷石灰的沉积，最终导致骨骼的形成，同时也说明蚕丝这种天然的生物材料具有良好的生物相容性、缓慢的生物降解速率以及合适的力学性能，是一种很有潜力的骨组织工程材料。LiC等将丝心蛋白与骨形态发生蛋白-2、羟磷灰石微粒通过电旋转搅拌混合制备成三维支架，将这个支架用于体外骨形成。结果发现，这种支架能提高钙盐沉积量和增加了骨特异性标记物的转录水平，从而表明这种支架能有效地释放BMP-2并且有助于磷灰石盐的形成。此研究结构进一步表明，以丝素蛋白为基础的支架是骨组织工程的一种很有潜力的侯选材料之一。
3 蚕丝在人工血管上的应用
利用丝素具有的抗凝血性能可以开发人工血管。将丝素涂覆在聚酯纤维的表面,然后将这种材料注入活犬的大腿静脉中进行活体试验,结果对血栓的形成有抑制作用。如将丝素溶液干燥成膜时，把具有抗血凝固性能的药品加入其中，就可制造人造血管，这一研究已取得突破性进展。将蚕丝用浓硫酸处理后，使蚕丝分子中含有大量的硫酸基，形成具有抗血液凝固活性的化合物。一般血液抽出后5min就会凝固，而添加了蚕丝化合物后,即使经过2h以上亦不产生凝固反应。若使用氯化硫酸代替浓硫酸，得到的抗血液凝固活性提高约100倍。这种物质造价低,可作为抗凝血的试用药，亦可用来提高人造血管的生物机能。
除此之外，还可以对丝素蛋白进行表面磺酸化。采用二氧化硫等离子体处理在丝素蛋白膜引入磺酸基团；或丝素蛋白膜用氨气等离子体处理后利用1,3-二丙磺酸内脂与氨基的反应在材料表面接枝磺酸基团。两种方法均能在丝素蛋白膜表面有效地接枝磺酸基团，而且材料的抗凝血性能有显著提高。而且这些材料都可以低价制造，从而使丝素蛋白在人造血管的制造与应用方面具有较好的前景。
4 蚕丝在人工肌腱和韧带的应用
蚕丝的强度和弹性系数与生物体的肌腱有近似数值，高分子量丝素粉末加热或加压后易成型,添加40%甲基丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸甲酯后,其强度与聚丙烯相仿。日本蚕丝昆虫研究所的研究人员用丙烯酸处理蚕丝,使其分子结构发生改变后能很容易地吸收钙。研究发现种植在丝素和RGD修饰的丝素蛋白基质上的肌腱细胞有黏附、增殖、分化功能，从而表明丝素蛋白和RGD修饰的丝素蛋白在肌腱重建和肌腱愈合等方面有广泛的应用价值。丝蛋白纤维上引入磷酸基团时，能够吸收钙离子,从而可用于制造人工肌腱。因为其能够吸附在羟基磷灰石(骨头的主要成分)上形成很强的结晶，钙的凝集量比未处理的丝素蛋白有大幅度的增加，而且这些经过修饰的丝纤维有良好的拉伸性能。研究表明，蚕丝纤维具有良好的力学性质，生物相容性以及缓慢的降解速率，是制作人工韧带和人工肌腱的良好支架材料。
5 蚕丝在人工皮肤应用
丝素蛋白质的氨基酸组成以甘氨酸、丙氨酸和丝氨酸为主，与人体的皮肤和头发的角朊极为相似，因此可以将丝素用于人造皮肤的制作。目前应用丝素膜作为暂时性皮肤替代物已经被应用于烧伤的临床治疗上。丝素膜经60Co辐照消毒可制成创面保护膜用于浅度烧伤，创伤和整形取皮区等皮肤缺损创面的治疗。其透明性使观察创面情况较为容易，创面的痛感较弱，膜与创口贴合紧密，但又不易融化，可以防止感染，同时又保持良好的透气性，再加上丝素本身对皮肤细胞的生长促进功能，使其愈创效果更显突出。Roh DH等将丝素蛋白和海藻酸盐混合制备成复合海绵用于大鼠皮肤深度损伤修复，结果发现丝素蛋白/海藻酸盐复合体的半数愈合时间明显少于丝素纤维膜、海藻酸盐以及普通的纱布，还有丝素蛋白/海藻酸盐明显增加了重新形成的上皮面积和增殖性细胞核抗原阳性细胞的数量，这些结果表明丝素蛋白/海藻酸盐复合物的创伤愈合作用相对单纯的丝素蛋白和海藻酸盐是最好的。
