丝素蛋白水凝胶的研究进展.pdf

《丝素蛋白水凝胶的研究进展.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、轻工科技2016年8月LIGHTINDUSTRYSCIENCEANDTECHNOLOGY化工与制药第8期（总第213期）丝素蛋白水凝胶的研究进展赵群（苏州大学纺织与服装学院，江苏苏州215123）【摘要】寻找更为有效的方法进行组织修复一直是再生医学领域的研究热点。综合性能优异的支架材料是提高组织修复效果的关键，丝素蛋白由于具有良好的生物相容性、可降解性、可加工性及优良的机械性能，在组织工程领域获得了广泛的关注。【关键词】丝素蛋白；水凝胶；组织工程；生物医学【中图分类号】R318【文献识别码】A【文章编号】2095

2、-3518č2016Ď08-29-04心脏、血管、神经、肌肉、骨等作为人体重要的组织器官，对叠，但无α-螺旋结构[24]。丝胶具有较弱的力学性能且极易溶于热人体生命活动起着重要作用，意外创伤、疾病等原因导致的组织水，可以通过脱胶过程与SF进行分离[25]。丝蛋白是蚕丝主要组缺损和器官病变严重威胁人体健康，器官移植是目前最为有效成部分，随着对其氨基酸组分及结晶结构等理化性能研究的深的治疗方法，但存在供体严重缺乏的问题。水凝胶性质柔软，能入[26-28]，国内外对SF的应用研究正从传统纺织领域向生物医药保持一定的形状

3、，能吸收大量的水，渗透性和生物相容性良好，领域拓展[29-31]。丝蛋白以其良好的生物相容性、生物降解性以及具有类细胞外基质结构，常被应用于生物医学、组织工程领域的低免疫原性，被广泛应用于生物医学、组织工程材料、药物缓释组织修复[1-4]。寻找更为有效的方法进行组织修复一直是再生医载体和酶固定化材料等方面[32-35]。随着对丝蛋白结构和性能研学领域的研究热点。综合性能优异的支架材料是提高组织修复究的深入，丝蛋白基纳米材料的功能化成为可能，丝蛋白的反平效果的关键，丝蛋白由于具有良好的生物相容性、可降解性、可行β-

4、折叠构象如图2所示。加工性及优良的机械性能，能为细胞提供良好的环境，使细胞能够在水凝胶内均匀分布，在组织工程领域获得了广泛的关注，特别是具有类细胞外基质纳米纤维结构的丝蛋白水凝胶正成为组织修复材料新的研究方向。本文介绍了丝素蛋白水凝胶的研究进展、制备方法以及在组织工程领域的应用情况。1丝蛋白综述丝素蛋白是蚕丝的主要组成部分，它是一种天然的高分子嵌段共聚物，由18种氨基酸组成，一个丝素蛋白分子中包含有5263个氨基酸，主要是由非活性的甘氨酸（43%）、丙氨酸（30%）组成，也含有少量的活性氨基酸：丝氨酸（12.1%

5、）、络氨酸（5.3%）、苏氨酸（0.9%）、谷氨酸（0.6%）、天冬氨酸（0.5%）、赖氨酸（0.2%）可用于化学交联改性，为制备丝素蛋白功能性材料提[5]图1丝蛋白重链上的氨基酸组成和化学式供了可能，丝蛋白重链上的氨基酸组成和化学式如图1所示。丝素蛋白具有良好的生物相容性和机械性能，对机体无毒性，无致敏和刺激作用，又可生物降解，其降解产物本身不仅对组织无毒副作用，还对皮肤、牙周组织等有营养与修复的作用[6-9]。上述性质决定了丝素蛋白水凝胶材料是一种优良的生物材料。目前，丝蛋白作为组织修复材料，已经成功用于皮肤

6、、血管、韧带、软骨、骨、神经等多种组织再生的基础和临床研究[10-22]。丝素蛋白分子以反平行β-折叠构象为基础，形成直径约为10nm的微纤维，进而在不同层级上继续堆积，形成单纤维，即SF纤维[23]。丝胶对包裹在其内部的丝素起着粘接和保护的作用，分子构象以无规卷曲为主，分子空间结构松散、无序，含有β-折图2丝蛋白的反平行β-折叠构象图【第一作者】赵群（1989－），女，湖北人，硕士研究生，从事丝蛋白纳米材料研究。292丝蛋白水凝胶的现状及趋势底物RH（苯酚或苯胺类单体）发生反应，形成化合物HRP-II，丝蛋白水

7、凝胶材料的研究已经拓宽到许多领域，比如：生物化合物HRP-II进一步还原为最初的HRP状态，其中R*是所形医用材料、药物设计、药物释放、生物矿化等，并在向更广阔的应成的自由基，这些自由基经过重排、偶联等反应，生成2,6位碳碳相连的双酪氨酸共价键，从而形成二聚体[39，40]。其优点是用领域拓展。利用水凝胶来模拟细胞外基质，以此作为三维支架材料模板，并在上面接种干细胞进行细胞的体外培养，随后将HRP稳定性好，催化活性高不需要协同因子，生物相容性好，反水凝胶支架材料-细胞的复合体移植到体内进行体内损伤组织应时间短。的

8、修复或来代替体内病变的器官是具有临床应用价值的研究方向，有望实现受创伤组织的修复和功能重建。人体中的一些器官和组织如心脏、血管、神经、肌肉、骨均具有明显的多级有序结构，并且表现出不同的力学性能。传统的水凝胶难以形成特定的有序结构，使其在组织工程、生物医学领域的应用受到很大的限制。近年来提高水凝胶力学强度，扩大水凝胶力学强度的调图3HRP交联反应原理图控范围，制备高强度多级