蚕丝蛋白生物医学材料的研究进展.doc

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1、蚕丝蛋白生物医学材料的研究进展摘要主要介绍蚕丝蛋白的结构，制备己经在生物医学材料上的应用优势。针对蚕丝蛋白的结构和特点，综述了蚕丝蛋白作为人工神经、皮肤、骨骼、血管、肌腱、韧带和角膜等牛物医学材料的功能开发和研究现状。关键词：蚕丝蛋白丝索丝胶生物相容性生物医学材料AbstractMainlyintroducesthestructureofsilkprotein,thepreparationhasapplicationinbiomedicalmaterials.Silkproteinisanatur

2、alpolymermaterialwithgoodmechanicalproperties,chemicalproperties,biodegradabilityandgoodcompatibilitywithhumanbody.Itisagoodbiomedicalmaterial.Inviewofthestructureandcharacteristicsofsilkprotein,thispaperreviewedthestatusquoanddevelopmentofsilkprotein

3、asartificialnerve,skin,bones,bloodvessels,tendons,ligaments,corneaandotherfeaturesofbiomedicalmaterials,aswhilediscussedtheprospectsfortheirdevelopment.Keyword:silkprotein；fibroin；sericin；Biocompatibility；biomedicalmaterial引言蚕丝是一种天然纤维，是人类最早利用的动物纤维z-—，

4、在我国具有悠久的历史，亨有“纤维皇后"的美誉。传统意义上，蚕丝是优质的服饰原料。随着对蚕丝显微结构的深入研究发现，其用途不断扩大，产品种类日益增多。现在，蚕丝不仅用作高档服饰的面料，还在食品、化妆品、保健品以及医学等方面有着广泛的应用⑴。特别是随着现代组织医学的发展，丝素蛋白以其良好的生物相容性和生物降解性成为人工组织材料小的重要天然材料。口前，我国是世界上家蚕丝及柞蚕丝产量最大的国家，家蚕生丝产量约占世界一半。对其进行详细的研究，无论是从基础科学还是从应用科学来看，都是很有意义的。蚕丝蛋白的结构

5、家蚕丝蛋白由家蚕体内的绢丝腺合成、分泌，主要成分是丝素和丝胶，约占蚕丝总重量的97，此外还含有少量的蜡、色素、碳水化合物和无机成分等，诸类少量物质大部分分布于丝胶屮。蚕丝丝素和丝胶都是蛋白质，一般说来，丝索蛋白含量约占蚕丝的70〜80,丝胶则为20〜30⑵。丝素蛋白屮包含18种氨基酸，其屮侧基较为简单的甘氨酸(Gly)、内氨酸(Ala)和丝氨酸(Ser)约占总组成的X5%,三者的摩尔比为4:3:1,并且按一定的序列结构排列成较为规整的链段，这些链段大多位于丝素蛋白的结晶区域；而带有较大侧基的苯内氨

6、酸(Phe)、酪氨酸(Tyr).色氨酸(Try)等主要存在于非晶区域。另外，蚕丝蛋白还含有钾、钙、硅、總、磷、铁和铜等多种无机兀素。因此蚕丝蛋白在应用方而具有很大的灵活性。蚕丝蛋白在生物医学应用方面的优势蚕丝蛋白具有非常好的生物相容性⑶，首先，作为纽织的替代殆，人工材料首先应具有较好的生物相容性，并适宜细胞的附着、延仲和繁殖。生物相容性是由材料本身和结构决定的，一般分为材料表面的生物相容性和结构相容性两方面，表面相容性由材料表面的化学性质控制，影响细胞的贴附和延伸叫结构上的生物相容性是指材料在空间

7、结构上影响细胞的生长和繁殖。大量研究发现骨髓细胞能在丝素载体上正常生长。RonaldEUnger⑸等在纯丝素膜上培养来源于人体不同组织的不同细胞，如上皮细胞、内皮细胞、成纤维细胞、角化细胞等，扫描电镜观察发现，所有的细胞都能在丝素膜表面贴附、延伸，细胞之间联系紧密。其屮绝人多数细胞能在丝素膜表面存活，并覆盖于整个膜表面和材料表面的凹陷，细胞的生长对材料的结构并无改变。另外蚕丝蛋白还有很好的可降解性，材料的降解性也是衡量其能否作为组织替代品的标准Z—。理想的人工组织材料应具有与修复区组织细胞生长一致

8、的降解速率。同时，不能降低相关的力学性能，这样才能为新生组织提供相应的力学支撑。降解后的单体不造成组织免疫反应。研究表明：植入活体的丝索纤维，2个月内，其力学强度仍高于植入前力学强度的50%⑹。植入体内的蚕丝在一年里仍保持一定张力，而完全分解大约需要2年⑺。所以，蚕丝作为一种蛋白质是可以降解的，并且植入人体内最终也会被吸收，只是降解吋间比--般意义上的可降解材料要长。与当前的人工材料，如聚乳酸、聚乙二醇等和比，丝素的降解产物为小分子氨基酸，安全性更高，而人工材料的降解产物会通过降低