丝蛋白药物控释系统研究进展(何衍健 13212342)

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1、丝蛋白药物控释系统研究进展何衍健13212342摘要：丝蛋白（SF）是一种天然的蛋白质聚合物，它具有几种独特的性质，使它能成为很好的药物控制制剂。丝蛋白具有良好的生物相容性，缓慢的生物可降解性，良好的力学性能和可加工性能。根据近年来研究，丝蛋白在基因药物，小分子药物和生物药物的缓释方面有较好的应用。关键字：丝蛋白生物相容性生物降解性药物Abstract:Silkfibroin(SF)isakindofnaturalproteinpolymer,ithasseveraluniqueproperties,enableittobec

2、omeagooddrugcontrolagents.Fibroinhasgoodbiologicalcompatibility,slowlybiodegradableproperty,goodmechanicalpropertiesandprocessability.Basedonresearchinrecentyears,thesilkproteinhasgoodapplicationingenedrugs,smallmoleculeandproteindrugsdelivery.Keyword：SilkfibroinBio

3、compatibilityBiodegradationDrugs1丝蛋白的特性丝素蛋白（SF）由重链、轻链及糖蛋白P25组成。重链约325kDa，轻链约25kDa，富含18种氨基酸，由结晶区和非结晶区2部分组成。约含43%甘氨酸、29%丙氨酸、12%丝氨酸和5%酪氨酸。有3类分子构象：SilkⅠ、SilkⅡ和SilkⅢ型，SilkⅡ型是蚕丝素蛋白的主要晶型，是蚕丝素蛋白具有高弹性模量和强度的主要原因。在温度和溶剂影响下SilkⅠ型易向SilkⅡ型转变。等电位点pH为3.6~5.2。2物理特性丝蛋白中含有β-折叠构型，因此结晶态

4、的丝蛋白具有良好的机械性能，同时丝蛋白的构型也会受很多因素的影响，如温度，丝蛋白浓度，金属离子，制备工艺等。3生物相容性在长期的对丝蛋白在生物体内的研究表明，丝蛋白在生物体内有着良好的生物形容性，例如，MeinelL等把丝蛋白薄膜植入到鼠的基质干细胞和肌肉注射，经过观察，在薄膜植入六周后，在薄膜周围出现纤维细胞，少量的血管和巨噬细胞，与胶原蛋白薄膜和PLA薄膜相比较，丝蛋白膜周围的炎症没那么明显[1]。4生物可降解性生物材料必须同时具有生物活性和生物可控降解性，材料降解要适应功能需要。丝素蛋白主要通过蛋白水解降解，蛋白酶优先降

5、解丝素蛋白无定形区。丝素材料的降解程度与结构和形态特征（纤维，膜，多孔材料），以及酶的种类有关。影响材料降解的因素包括：植入部位、力学环境、植入物体积和β-折叠数量。通过不同制备方法生产用于药物释放快慢要求的载体，降解的速度与材料的结构和构象含量有密切的关系。SilkⅡ结构含量能明显地影响材料的降解速率，SilkⅡ结构含量减少会加快降解。丝素纤维因其高度规整和大量SilkⅡ结构的存在而不易被降解，对于规整性相对较差的膜材料，更容易酶解。此外，丝素溶液浓度、处理方法、丝素蛋白的分子量、共混都能改变和调节丝素蛋白材料的降解速度[2

6、]。5丝素蛋白药物控释系统及应用丝蛋白已经被用于生物活性分子的控释，包括基因、小分子药物和生物药物。各种药物和各种丝蛋白材料制作工艺被应用与这一研究。5.1基因药物在基因传递研究方面，重组丝蛋白和丝蛋白类聚合物常被用于质粒DNA或胰病毒载体的传递。这些丝蛋白类聚合物由于其能被很好的功能化，所以相比于其他基因载体如脂质体和合成聚合物来说，能更好的应用于基因传递。KeijiNumata等利用基因工程对蜘蛛丝蛋白进行改性，把聚L-赖氨酸嵌入丝蛋白中，使其形成一个带负电荷的区域，这一区域的形成能有效的负载质粒DNA[3]，此外这一载体

7、能被进一步地功能，例如利用基因工程能在丝蛋白中引入穿膜肽和细胞膜破坏肽，从而增加它的转染效率[4]，又或者在丝蛋白中引入肿瘤指向肽，从而增加它的靶向性[5]。5.2小分子药物对于丝蛋白用于小分子药物传递来说，主要的研究集中于薄膜涂层，通过膜层数量和厚度，以及材料的结晶度和相应薄膜的溶解度和溶胀程度，来达到药物的负载和后续释放速率的控制。EleanorM.Pritchard等通过往丝蛋白载体中加入蛋白酶和EDTA来调控丝蛋白薄膜的降解速率和小分子药物的释放速率[6]。XianyanWang等利用逐步沉积法制作出了丝蛋白薄膜，并通

8、过纳米涂层的增加，使Silk2构型和β-折叠增加，使它的降解速率降低，通过体外药物缓释实验表明，负载了罗丹明的丝蛋白薄膜的释放时间延长了30天[7]。5.3生物药物传递对于丝蛋白在生物药物的研究主要集中于生长因子传递在组织工程的应用。生物药于丝蛋白之间的分子间作用是控制药物缓