蜘蛛丝在医学中的应用.ppt

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1、蜘蛛丝在医学中的应用加拿大特大蜘蛛网甘肃天水蜘蛛用丝织就的“白纱”遮盖花草的场景一、蜘蛛丝的结构成分蜘蛛丝是蜘蛛吐出来的蛋白纤维。它是最受欢迎的材料，由于匮乏，蜘蛛丝甚至有一个绰号叫‘圣杯’。科学家发现蜘蛛丝是由几种氨基酸组成的，这些氨基酸包括：谷氨酸盐、丝氨酸、白氨酸、脯氨酸和酪氨酸等。二、蜘蛛丝的特性蜘蛛丝兼有耐热性、耐水性、耐腐蚀性、抗菌性、非抗原性、轻量、柔软、弹性好、生物可降解、自我组装修补、生物兼容等特性，蜘蛛丝是目前已知纤维中最坚韧的一种，其拉伸强度可达同直径钢丝的5至10倍，延伸20%~27%不断裂，有实验为证，同样粗细的钢丝和蜘蛛丝一起接受拉力实验，扯断蜘蛛丝所需的能

2、量比扯断钢丝的能量足足大上100倍。优于世上任何天然或人造纤维。一方面，蜘蛛丝中具有不规则的蛋白质分子链，这使蜘蛛丝具有弹性；另一方面，蜘蛛丝中还具有规则的蛋白质分子链，这又使蜘蛛丝具有强度。三、蜘蛛丝的医学用途在中国，蜘蛛为「五毒」之一，我国医书上记载，用蛛丝治金疮出血、毒疮等。蜘蛛丝是传统医学的一部份，在发现细菌存在、使用消毒纱布绷带之前，古人就已晓得在包扎伤口时，放一小段具黏性的蜘蛛丝，以加速伤口愈合。蜘蛛丝是自然界最理想的纤维材料之一，在医学上可用作高性能的生物材料，制成伤口封闭材料和生理组织工程材料，如人工关节、人造肌腱、韧带、假肢、组织修复、神经外科及眼科等手术中的可降解超

3、细伤口缝线等产品，具有韧性好、可降解等特性。2003年2月欧洲多国的科学家进行一项号称「蜘蛛人」的研究计划，计划重点首在实验室内大量制造蛛丝蛋白。鉴于蜘蛛丝极轻、韧性极强，科学家认为在制造人工关节韧带、人工肌腱及医用绷带等方面，具有广泛应用前景。蛛丝蛋白是一种很特殊的纤维蛋白。由丙氨酸组成的β-折叠和富含脯氨酸的α-螺旋,及其紧密堆砌的二级结构使之成为一种半结晶状态的分子弹簧结构,决定了蛛丝具有强度高,韧性大等一些重要特点。对其蛋白质序列的组成与结构人们已基本研究清楚;蛛丝蛋白基因部分序列的克隆已取得成功,在基因表达方面也取得了一些进展。蜘蛛丝可治疗膝盖损伤据美国《生命科学》杂志006

4、年10月16日报道，怀俄明大学分子生物学家伦道夫·刘易斯表示，美国马萨诸塞州梅德福塔夫茨大学的研究人员发现，世界上最结实的天然纤维——蜘蛛丝能被用于世界上最常见的膝盖损伤疾病——关节前十字韧带断裂的韧带再生支架。显示了人造腱或韧带再生的潜在医学用途。德国科学家研发超强韧蜘蛛丝有助生产医疗材料蜘蛛丝本来就比钢还要强韧且较轻，现在科学家加入少量金属，让蜘蛛丝的强韧度增加两倍。这项技术可能有助于生产超强韧纤维及高科技医疗材料，包括人工骨骼与人工肌腱。德国麦克斯普兰喀微结构物理研究所（MaxPlanckInstituteofMicrostructurePhysics）研究员李胜模（Seung-

5、MoLee,译音）说：这种方法可以制造出非常强韧的外科手术缝线。李胜模与同僚在Science期刊发表他们的研究成果。他们发现将锌、钛及铝加入一段蜘蛛丝内，能够让丝更不容易断裂或变形。他们使用原子层沈积（AtomicLayerDeposition,ALD）的程序，不只会在蜘蛛丝镀上一层金属，也会让一些金属离子穿透纤维并与蜘蛛丝的蛋白结构进行反应。李胜模表示，他下一步将尝试加入其它材料，包括铁氟龙（Teflon）等人工聚合物。四、蜘蛛丝的其它用途能制造战斗飞行器、坦克、雷达、卫星等装备的防护罩，高级防弹衣等，军队目前的防弹衣是用13层KevlarⅡ制成的，令人吃惊的是，蛛丝的坚韧性是Kev

6、larⅡ织品的3倍!其超级伸长能力使它断裂时需要吸收更多的能量，理论上可以使射弹更有效地减速。把它用于防弹衣，会起到极好的消力作用，对破碎作用是一种很大的障碍。蜘蛛丝在军事武器的改良上有极大的贡献，第二次世界大战中，枪炮瞄准线都是用蜘蛛丝制成的。thanks