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《優(yōu)良的生物材料--絲素蛋白》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、優(yōu)良的天然生物材料——絲素蛋白摘要：本文簡單介紹了一種天然高分子纖維蛋白——絲素蛋白，由于其具有良好的生物相容性及降解性，被廣泛研究用于生物醫(yī)藥材料。本文就絲素蛋白的性能、制備及相關(guān)應(yīng)用簡單作了綜述。關(guān)鍵詞：絲素蛋白天然高分子生物醫(yī)用材料生物相容性0引言絲素蛋白是從蠶絲中提取的天然高分子纖維蛋白，由蠶繭繅絲脫膠而得到,來源豐富,是一種無生理活性的天然結(jié)構(gòu)性蛋白。絲素蛋白由分子量為5萬左右的小肽鏈和分子量為3O萬左右的大肽鏈組成。其蛋白質(zhì)的氨基酸組成以甘氨酸、丙氨酸和絲氨酸為主，與人體的皮膚和頭發(fā)的角朊
2、極為接近，這成為一些研究中，將絲素用于人造皮膚制造的原因之一。絲素蛋白的結(jié)晶部分為較為緊密的B折疊結(jié)構(gòu)，在水中僅發(fā)生膨脹而不能溶解，亦不溶于乙醇等有機(jī)溶劑，但可在一些特殊的中性鹽溶液中發(fā)生無限膨脹形成粘稠的液體，透析除鹽即可得到絲素的純?nèi)芤?。然后通過噴絲、噴霧或延展、干燥等處理，可得到再生絲、凝膠、薄膜或微孔材料等產(chǎn)品。絲素蛋白材料具有良好的生物相容性，在生物醫(yī)用材料領(lǐng)域的應(yīng)用前景甚廣。1絲素蛋白的主要性能1.1可生物降解性材料的降解性也是衡量其能否作為組織替代品的標(biāo)準(zhǔn)之一。理想的人工組織材料應(yīng)具有與
3、修復(fù)區(qū)組織細(xì)胞生長一致的降解速率。同時(shí)，不能降低相關(guān)的力學(xué)性能，這樣才能為新生組織提供相應(yīng)的力學(xué)支撐。絲素蛋白可降解吸收，但需時(shí)較長，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)水解反應(yīng)通常由一種異體反應(yīng)控制，而吸收速率與移植點(diǎn)、機(jī)械環(huán)境、健康狀況、生理特點(diǎn)、種類及絲素纖維直徑有關(guān)。因蛋白酶作用點(diǎn)的不同，不同的酶對(duì)絲素蛋白的降解程度各異。研究表明，絲素膜在37℃、1.0U/mL蛋白酶XIV作用15d降解70%，膠原酶IA降解52%，α-糜蛋白酶降解32%。降解過程中絲素膜內(nèi)孔孔徑逐漸擴(kuò)大，至完全崩解。絲素膜經(jīng)不同酶講解后平均相對(duì)分子質(zhì)
4、量由小到大依次為：蛋白酶XIV、膠原酶IA、α-糜蛋白酶，經(jīng)蛋白酶XIV降解后的制品一半以上是游離氨基酶。1.2生物相容性作為組織的替代品，人工材料首先應(yīng)具有較好的生物相容性，并適宜細(xì)胞的附著、延伸和繁殖。生物相容性是由材料本身和結(jié)構(gòu)決定的，一般分為材料表面的生物相容性和結(jié)構(gòu)相容性兩方面，表面相容性由材料表面的化學(xué)性質(zhì)控制，影響細(xì)胞的貼附和延伸；結(jié)構(gòu)上的生物相容性是指材料在空間結(jié)構(gòu)上影響細(xì)胞的生長和繁殖。去除絲膠的絲素蛋白纖維不會(huì)引起T細(xì)胞調(diào)節(jié)的體內(nèi)應(yīng)答，可以支持細(xì)胞黏附、分化和組織形成。1.3絲素蛋
5、白與細(xì)胞培養(yǎng)通常將材料置于細(xì)胞生長環(huán)境中，觀察細(xì)胞在材料表面或內(nèi)部的附著速度、增殖以及細(xì)胞形態(tài)，以判斷材料在細(xì)胞環(huán)境下是否適應(yīng)。作為構(gòu)成軟骨、筋膜、細(xì)胞間質(zhì)等的膠原蛋白，是人體內(nèi)含量最多的蛋白質(zhì)，生理性質(zhì)和材料性能獨(dú)特，具有較低抗原性、良好細(xì)胞適應(yīng)性和增強(qiáng)皮膚代謝作用等，廣泛存在于皮膚、骨骼與結(jié)締組織中。絲素蛋白具有類似膠原蛋白的性質(zhì)，能促進(jìn)細(xì)胞生長。絲素蛋白因含有細(xì)胞結(jié)合結(jié)構(gòu)域，理喻細(xì)胞粘連，可作為膠原蛋白的替代品。2絲素蛋白的制備蠶絲經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚砗?，可制備成多種形狀，如凝膠、薄膜、纖維、粉末等，
6、應(yīng)用于食品、化妝品、醫(yī)藥等領(lǐng)域。天然絲素蛋白不溶于水，為了能夠應(yīng)用于這些領(lǐng)域，必須先制備成可溶性絲素蛋白溶液。目前一般是采用在高濃度的中性鹽溶液中加熱溶解絲素蛋白，脫鹽后得到絲素蛋白溶液。這些鹽類主要有硝酸鎂、溴化鋰和氯化鈣等，由于氯化鈣價(jià)格便宜，又接近普通食用鹽，所以通常以CaCl2-乙醇-水組成的三元溶液（摩爾比為1：2：8）作為溶劑溶解絲素，后進(jìn)行脫鹽處理即得到絲素蛋白溶液。3絲素蛋白在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用蠶絲最早被用作手術(shù)縫合線，相對(duì)其他縫合材料，蠶絲的親和力和適應(yīng)性非常強(qiáng)，在傷口愈合后可被人體吸收
7、降解，患者免受拆線的痛苦。由于最初采用的蠶絲縫合線表面仍殘留部分絲膠，引起炎癥反應(yīng)，所以在過去僅限于小范圍使用，并未得到推廣。直至今年，通過對(duì)蠶絲結(jié)構(gòu)的深入研究，蠶絲中的絲素蛋白由于具有優(yōu)良的生物性能，又可制備成孔狀、膜狀、管狀等多種形態(tài)，廣泛地應(yīng)用于人工神經(jīng)、骨組織修復(fù)、人工血管、微膠囊、人工皮膚等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。3.1人工神經(jīng)神經(jīng)創(chuàng)傷修復(fù)是當(dāng)今醫(yī)學(xué)的一大難題。由于創(chuàng)傷、疾病等造成的不規(guī)則神經(jīng)創(chuàng)面，恢復(fù)過程中如果缺乏必需的填充物，將導(dǎo)致神經(jīng)瘤的形成。因此，自體移植到目前為止仍被認(rèn)為是最有效的修復(fù)方法。
8、長期以來由于供體的嚴(yán)重匱乏，以及替代材料的研究進(jìn)展緩慢，致使大量患者得不到及時(shí)有效的治療。修復(fù)神經(jīng)的非神經(jīng)材料有硅膠管、骨骼肌、動(dòng)脈或靜脈血管和幾丁質(zhì)等。有研究者在絲素纖維上和絲素提取液中分別培養(yǎng)鼠背根神經(jīng)和坐骨神經(jīng)，通過與對(duì)照比較發(fā)現(xiàn)，絲素對(duì)2種細(xì)胞的存活和生長無負(fù)面效應(yīng)，這為絲素作為神經(jīng)材料的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。通過對(duì)絲素、自體移植材料和缺損空白材料在6個(gè)月內(nèi)對(duì)雄性鼠坐骨神經(jīng)缺損的修復(fù)效果的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，含有絲素纖維的絲素修復(fù)材料不但具有較好的機(jī)械性能和可滲
