草鱼鱼鳞胶原蛋白的凝胶性能研究

以草鱼鱼鳞为原料,分别提取鱼鳞中的酸溶性胶原蛋白(ASC)和酶溶性胶原蛋白(PSC),利用动态流变仪和物性分析仪开展胶原凝胶形成和凝胶性能的相关研究,并与哺乳动物来源的猪皮胶原(PC)相比较。实验结果表明,制备所得的3种胶原蛋白均为典型的Ⅰ型胶原并具有完整的3螺旋结构;蛋白浓度和体系pH值是影响胶原凝胶形成的重要因素。ASC形成凝胶的临界pH值为4.5,而PSC和PC为5,3种胶原蛋白凝胶形成的临界蛋白浓度均为0.5mg/mL。粘弹性分析和质构分析的实验结果表明,ASC容易形成一种硬度高但脆性大的凝胶,升高温度可导致其凝胶结构发生不可逆的破坏,而PSC和PC更容易形成一种硬度小但韧性好的凝胶,在低于蛋白变性温度的条件下升高温度可以有效提高凝胶硬度;胶原蛋白凝胶质构受蛋白浓度、体系pH值和蛋白的3螺旋结构影响。蛋白浓度越高,体系pH值越接近中性,形成的凝胶硬度越大,但脆性也随之增加;当胶原蛋白因受热而导致其三螺旋结构破坏后,其凝胶形成能力急剧下降。     

牛跟腱Ⅰ型胶原纤维的微观结构与理化性能分析

采用酸酶结合法成功制备了牛跟腱Ⅰ型胶原纤维,其二级结构与Ⅰ型胶原的结构特征相符;AFM结果发现,胶原纤维粗细均匀,具有D周期横纹结构,直径为(135±0.20)nm,在溶液中分散均匀且呈现多孔的微观网络结构;其抗张强度与拉断伸长率分别达到1.293 MPa、93.77%;其疏水性能较纯Ⅰ型胶原有所提高,接触角为68.9°,吸水倍率、保水率与透水汽率分别为37.13%,19.44%和2749.77 g/(m2/d);其孔隙率为89.54%,平均累积吸附与累积解吸附的比表面积分别为8.4251和12.8046 m2/g,表现出孔体积大、比表面积小和孔尺寸大的特点。牛跟腱Ⅰ型胶原纤维的微观结构与理化性能分析对天然胶原纤维的深度加工、成型及应用提供了新的、可靠的理论依据。     

丝素蛋白对胶原膜性能改善的研究

天然高分子由于其良好的生物相容性而受到广泛的关注。本研究用酶法自制了具有一定水溶性的猪皮胶原。尝试利用丝素和胶原蛋白各自的优点。用简单的溶液浇铸法制备了胶原-丝素共混膜。并通过FTIR、TGA、SEM等手段对其结构进行了表征。结果表明。由于共混膜中俩组份间存在的分子间作用力，加入小于50％的丝素的胶原膜经乙醇处理后与纯胶原膜相比。其力学性能及热稳定性有所的改善。通过改变丝素比例可以调整共混膜的吸水性。由于两组分良好的生物相容性，预料该共混膜可用作生物材料。     

胶原基复合止血材料的研究进展及展望

胶原蛋白可用于多种止血场景，并凭借优越的性能和易于获取的特点逐渐取代传统止血材料。然而，不同剂型的胶原止血剂都存在各自的缺陷，如力学性能差、粘附性差等。虽然提纯或交联改性胶原能在一定程度上获得改善，但作用有限，临床应用仍深受限制。天然生物及其衍生物材料是来源丰富的止血剂，具有生物相容性和良好的吸收和降解性能。广泛使用的材料包括壳聚糖、纤维蛋白胶、藻酸盐和氧化纤维素，以及近年来逐渐受到重视的传统中药材。因此，胶原蛋白与天然生物及其衍生物材料交联而成的胶原蛋白基复合止血材料，有望成为极具前景的生物医用止血材料。本文综述了不同类型胶原基复合止血材料的研究进展，总结了各自的优缺点，最后对胶原基复合止血材料的未来发展方向进行了探讨。     

医用牙周组织引导再生胶原材料的特性

用酶消化法从牛腱中提取出胶原蛋白，采用涂复法制成胶原膜材料，将该膜用０．２５％的甲醛交联后得到用于牙周组织引导再生的材料．在对胶原材料进行物理、化学性能测试后表明：该材料的力学性能超过国外同类制品并具有较好的吸水性，而且胶原材料的羰基、羧基、羟基和胺基等主要结构基团依然存在经体外胶原酶和体内肌肉包埋降解吸收观察，材料在体外约２４０小时降解完全，降解产物为羟脯氨酸，体内吸收时间为６０天左右．对该材料进行生物学评价后证明：该材料无三致反应和其它毒副作用，无热原和过敏反应及溶血现象等，生物相容性优良．因此，该材料可用于牙周组织引导再生术及更广泛的生物隔膜技术中．     

猪跟腱胶原蛋白海绵的制备

目的为了更好利用猪跟腱资源,提高其附加值及拓宽胶原在包装方面的应用,探讨猪跟腱胶原蛋白海绵的制备及该海绵对乙醇的吸附作用。方法采用单因素实验考察猪跟腱胶原蛋白浓度、甘油含量、浇注厚度对力学性能的影响,并考察海绵孔隙率和时间对乙醇吸附性能的影响。结果当胶原的质量分数为1%,甘油的质量分数为0.6%,浇注厚度为5 mm时,制备的海绵抗张强度为210.91 k Pa,断裂伸长率为6.98%,此工艺条件下制备的海绵孔隙率为91.19%,30 d乙醇吸附量为416.32 mg/g,吸附量与海绵的孔隙率成正相关。结论猪跟腱胶原蛋白在此工艺下制备的海绵比其他动物胶原蛋白海绵的抗张强度高,且对乙醇具有吸附作用。     

几种改性方法对胶原膜微观结构的影响

研究了三种不同的改性方法对胶原膜性质,特别是膜表面微观结构的影响。紫外线照射可促进胶原单体的自组装,照射3 h后胶原纤维交联度明显增加,形成的纤维束直径在100 nm左右,且相互交织呈网状结构;交联剂戊二醛处理后形成的胶原膜呈更加细密、均匀的纤维网状结构;胶原与壳聚糖共混成膜,在二种组分质量比为1∶1时,胶原纤维的网状结构依然保持,网孔被壳聚糖颗粒填充,形成独特的互穿网络结构。     

鱼类胶原蛋白在包装中的应用进展

目的研究鱼类胶原蛋白在包装中的应用进展。方法介绍了作为天然蛋白质的胶原蛋白具有的良好生物相容性、生物降解性、抗原性低等特点,以及作为食品包装材料在制备人造肠衣、胶原膜以及胶囊等方面的应用;简述了国内外对胶原蛋白在包装方面的研究进展,尤其说明了鱼类胶原蛋白的优势及应用。结果我国是渔业大国,鱼类胶原蛋白资源丰富,如果直接作为废弃物丢弃,不仅浪费资源,造成环境污染,而且对企业效益也不利;反之如果能够充分利用,不仅可以增加鱼类加工价值,对保护环境也有利,而且在安全方面没有任何顾虑。结论与哺乳动物胶原蛋白相比,鱼类胶原蛋白具有其独特的优势,将成为人们关注的热点。     

重组胶原蛋白与牛源I型胶原蛋白红外光谱研究

用红外光谱分析了重组胶原蛋白和牛源I型胶原蛋白的结构,并用场发射扫描电镜观察了两种胶原蛋白的形貌.结果表明,两种胶原蛋白的红外光谱存在显著差异,牛源I型胶原蛋白的红外光谱呈典型的三螺旋结构特征,而重组胶原蛋白的红外光谱呈变性胶原蛋白特征;重组胶原蛋白的红外光谱在1024 cm-1附近有很强的丝氨酸侧基C-O伸缩振动吸收峰;牛源I型胶原蛋白分子形成胶原纤维,重组胶原蛋白没有纤维存在,重组胶原蛋白与牛源I型胶原蛋白的分子构型和聚集结构不同.研究结果将为胶原基生物医学材料和组织工程支架的设计使用提供理论依据.     

利用狭鳕加工废料制备胶原的表征及其生物学功能

以狭鳕加工废料为来源提取酸溶胶原并加以表征.该胶原在230nm处有最大紫外吸收,红外吸收光谱指示存在螺旋结构.电泳图谱分离出多个亚基,鉴定为Ⅰ型胶原.该胶原有独特的氨基酸组成,甘氨酸达19.8%,羟脯氨酸占6.9%.酸水解制备的胶原多肽平均分子量区间为3.2～53kDa.胶原多肽具有不同的生物学功能:较高分子量的胶原多...     

牛肌腱胶原纤维提取条件优化及其结构表征

以牛肌腱为原料,通过酸-酶结合法提取胶原纤维,比较不同时间、pH值、酶用量下的胶原纤维提取率以及可溶性胶原含量,从而得到提取胶原纤维最优工艺,并用SDS-PAGE电泳、DSC、IR、SEM、AFM对胶原纤维进行了结构表征.研究结果表明,在4℃下,酸-酶结合法水解的最佳条件为,时间40h、pH值为2.5、酶用量1.0％.该条件下所得胶原纤维提取率较高,红外特征峰明显,分子量大且分布窄,变性温度为66.7℃;SEM显示胶原纤维呈现孔隙均匀的三维网状结构,孔径约为100～300μm;AFM观察到胶原纤维以单根原纤维、纤维束等形式存在,明暗相间的横纹间距为60.35nm.综合认为制备得到了具有天然三股螺旋结构的胶原纤维.     

透明质酸/胶原蛋白/聚乙二醇复合水凝胶的研究

针对透明质酸、胶原蛋白水凝胶力学性能差的问题,采用两步交联法将透明质酸、胶原蛋白与聚乙二醇双丙烯酸酯制备成一种兼具生物相容性和高强度的复合水凝胶。研究制备了具有相同胶原蛋白和聚乙二醇双丙烯酸酯质量分数,不同透明质酸质量分数的水凝胶,从微观结构和力学强度调控了复合水凝胶的理化性能,并用L-赖氨酸对复合凝胶进行改性。SEM结果表明,三元复合水凝胶具有蜂窝状的内部结构,孔径范围在80~180μm,赖氨酸浓度达40 mmol/L时,水凝胶的压缩模量达414 k Pa,是改性前模量的19倍。细胞毒性和体内植入实验表明该水凝胶浸提环境对细胞生长无明显抑制作用,产生较低的免疫排斥反应,有望用于软骨等组织的修复。     

静电纺丝素/胶原/聚(左旋乳酸-己内酯)三维纳米纤维支架及细胞相容性研究

采用静电纺丝技术,以丝素(SF)胶原(COL)混合聚(左旋乳酸-己内酯)(PLCL)制备不同配比的三维纳米纤维支架材料,表征其理化性能并检测细胞相容性,旨为牙周组织工程提供一种新型支架材料。采用扫描电镜(SEM),傅里叶红外光谱(FTIR),接触角等方法表征其理化性能;接种牙周膜干细胞(PDLSCs)检测其细胞生物相容性。结果表明:SF/COL/PLCL纤维形貌良好,直径随PLCL含量的增加而变大;SF/COL对PLCL的结构几乎没有影响,但PLCL会破坏丝素胶原之间形成的氢键,使以β折叠结构为主的SF变为以无规卷曲和α螺旋结构为主;当SF/COL与PLCL质量比为50:50时,三维纳米纤维支架材料的亲水性能良好,牙周膜干细胞(PDLSCs)在纤维表面粘附稳定,增殖活性良好,表明该支架材料细胞生物相容性好,在生物医学领域具有很大的应用潜力。     

乙醛酸改性胶原纤维吸附剂的合成、表征及反应机理研究

为了提高猪皮胶原纤维(CF)对废水中Cr3+的吸附效率,以乙醛酸(GA)为改性剂,对CF进行羧基化改性,制备了一种胶原纤维基吸附材料;采用化学分析法分别测定了改性前后胶原纤维中氨基及羧基含量,并通过zeta电位分析仪对改性前后的胶原纤维的等电点进行了测定。结果表明,改性后胶原纤维氨基含量降低69.23%,羧基含量增加了约52.77%,等电点由原来的6.91降低至5.45;比表面积及空隙率测定结果表明乙醛酸改性可有效增加胶原纤维的比表面积,降低其孔隙率;采用SEM、FT-IR、DSC对改性前后胶原纤维的组织形态、分子结构及热性能进行了表征,通过胶原修饰和氨基酸分析对羧基化改性机理进行了研究。     

乙醛酸改性胶原纤维吸附剂的合成、表征及反应机理研究

为了提高猪皮胶原纤维(CF)对废水中Cr3+的吸附效率,以乙醛酸(GA)为改性剂,对CF进行羧基化改性,制备了一种胶原纤维基吸附材料;采用化学分析法分别测定了改性前后胶原纤维中氨基及羧基含量,并通过zeta电位分析仪对改性前后的胶原纤维的等电点进行了测定。结果表明,改性后胶原纤维氨基含量降低69.23%,羧基含量增加了约52.77%,等电点由原来的6.91降低至5.45;比表面积及空隙率测定结果表明乙醛酸改性可有效增加胶原纤维的比表面积,降低其孔隙率;采用SEM、FT-IR、DSC对改性前后胶原纤维的组织形态、分子结构及热性能进行了表征,通过胶原修饰和氨基酸分析对羧基化改性机理进行了研究。     

草鱼鳞片的多级结构及力学性能

经过长时间的自然进化,硬骨鱼鳞片变得超薄、超轻,并具有很好的柔韧性。为研制新型柔性防护体系,对草鱼鳞片的多级结构及力学性能进行了研究。首先,按3个不同方向(0°、45°和90°)在鳞片中心区域裁取鳞片和胶原层2组试样;然后,进行了轴向拉伸测试并对不同含水量的鳞片以及不同应变率下鳞片和胶原层的力学性能进行了对比研究。结果显示:草鱼鳞片主要由坚硬的骨质外层和软质的胶原层组成,其中胶原层由胶原纤维层交错叠加组成,交错角约为28°~31°;鳞片的力学性能为平面内各向异性,而胶原层的力学性能为各向同性;脱水鳞片的弹性模量和拉伸强度显著增加,分别约为饱水鳞片的10倍和3倍,但极限应变减少了约50%。饱水鳞片和胶原层的力学性能与应变率有很大相关性。所得结论为新型仿生复合材料及柔性防护体系的研究提供了思路。      

壳聚糖/聚乙烯醇共混膜的结构表征及性能研究

由壳聚糖和聚乙烯醇的醋酸水溶液共混,流延成膜,然后用1mol/L的NaOH水溶液处理,成功制得具有互穿网络结构的壳聚糖/聚乙烯醇二元共混膜.采用红外光谱、X射线衍射和扫描电镜对共混膜进行了结构表征,并对共混膜的透光率、吸水率、保水率、力学性能、透水汽率、热稳定性等方面进行了测试.结果表明,共混膜中壳聚糖与聚乙烯醇具有良好的相容性,其中壳聚糖与聚乙烯醇分子间的作用力使共混膜理化性能得到了显著改善.     

用仿生自组装法制备的新型生物复合材料及表征

通过仿生自组装法在室温下制备了纳米碳酸化羟基磷灰石/胶原(nCHAC)复合材料,并采用X射线衍射(XRD)、热分析(TGA)和透射电镜(TEM)进行了观察和分析.结果表明,该材料具有与天然骨相同的纳米尺度和胶原蛋白无机相,含有(2.8～14.7)w%的碳酸化HA成分;其显微结构是矿化的胶原纤维束,类似于天然骨的分级结构.揭示了碳酸化HA和胶原含量不同的复合材料中,具有微小差别的自组装单元.碳酸的百分含量影响矿物的晶体尺寸和胶原纤维的组装.因此,nCHAC复合材料是有前途的硬组织修复用材料,其所具有的特殊性能要归功于生物仿生制备出的nCHAC材料有与天然骨类似的成分和类似的微观结构.     

热变性对鱼胶原海绵材料性能的影响

以草鱼皮为原料提取天然胶原蛋白,经DSC、圆二色谱和SDS-PAGE分析证实为具有完整三螺旋分子结构的Ⅰ型胶原。在不同条件下对该胶原进行热处理后分别获得了低变性、高变性和完全变性的胶原样品,热变性焓测定结果表明热变性程度分别为16.9%,57.9%和100%。在此基础上,重点研究了热变性处理后胶原结构和胶原海绵材料性能的变化。结果表明,草鱼皮胶原变性的起始温度(To,33℃)是其分子结构和胶原海绵材料性能改变的阀值温度。高于该温度条件下的短暂受热历史即可导致胶原三螺旋结构的部分或完全解离。同时,胶原变性程度的增加,材料结构的有序性、材料力学性能和耐酶解能力也随之降低,但是促细胞增殖能力有所提升。可见,低于胶原热变性的起始温度是天然胶原提取和胶原材料应用的安全温度条件。     

影响壳聚糖-胶原蛋白冻干海绵敷料结构、性能的因素

壳聚糖-胶原复合敷料具有良好的生物相容性、抗菌性和促进表皮细胞生长等特性,可作为深二度烧伤敷料。通过冷冻干燥法制得的海绵敷料的外观、内部结构、吸水率、舒适性等性能取决于制备条件,其中预冻步骤最为关键。本工作探讨了-70℃、-40℃、-20℃的三种预冻条件对冻干产品外观和内部结构的影响,同时考察不同物料浓度(2.0~3.5%)和不同壳聚糖/胶原蛋白比例(2/1、1/1、1/2)时海绵敷料性能,实验表明,-40℃预冻30min,物料浓度2.5%,壳聚糖/胶原蛋白比例2/1,所制得的海绵敷料外观工整,内部孔结构均匀,且具有良好的结构稳定性、吸水性和舒适性。红外光谱分析表明,壳聚糖-胶原蛋白冻干海绵由于氢键交联作用,使冻干产品不同于原材料壳聚糖或胶原蛋白,冻干产品具有更牢固的组织结构。