(5)用于组织工程材料领域
同为蚕丝蛋白,丝素应用于医学领域已有着悠久的历史[24]。对丝素蛋白的开发和研究的报道也很多,丝胶蛋白却直到近年来才受到人们的关注。这是长期以来人们对于丝胶认识的不足和研究的局限性造成的。早期的研究还一度认为丝胶蛋白是丝蛋白生物材料引起机体免疫原性的原因[25],后来经研究证明,只有当丝胶与丝素同时存在时才会产生免疫原性,丝胶本身没有免疫原性。此外,丝胶蛋白具有良好的抗氧化性、抗菌、抗交联、促进细胞的增殖与分化等生物活性;丝胶还具有良好的生物降解性、容易获得、亲水性等特性,并且拥有大量的极性基团;因此丝胶蛋白近年来受到越来越多的关注并逐渐开始被应用于再生医学领域。丝胶经常通过共聚、交联或与其他聚合物混合制备各种支架,来提高材料的物理化学性质从而使其更好地被应用于生物医学的领域[26]。除了与别的生物材料复合外,人们也尝试了用纯丝胶蛋白制备生物支架,纯丝胶的二维膜[27],脆弱的凝胶和三维支架[28]。然而,这些研究中采用的丝胶为传统高温或碱法分离得到的,这些方法会引起丝胶蛋白的降解,导致获得的丝胶蛋白分子量变小,物理性质变得脆弱[29],水溶性变高,交联效果较差。到目前为止,关于采用天然结构未破坏的丝胶蛋白制备的生物支架及其所拥有的理化特性和应用的研究依然未见报道。文献综述
本实验拟使用丝素蛋白缺失突变型蚕茧中提取出的丝胶蛋白为原料,采用多重交联的方法制备丝胶蛋白水凝胶,再对其进行物理化学性质的表征。
1。4 水凝胶
水凝胶(Hydrogel)是以水为分散介质的凝胶。是以具有网状交联结构的水溶性高分子材料为基础,并向其中引入疏水残基而形成的一种高分子网络体系,有一定的机械强度,并具有很强的吸水性。在制备水凝胶时常使用水溶性或亲水性的高分子材料作为原料。
这些高分子材料按照其来源可以被分为天然和合成两大类。多糖类(淀粉、海藻酸、透明质酸等)和多肽类(胶原、聚L-赖氨酸等)等天然高分子材料和丙烯酸及其衍生物等合成高分子材料。
1。4。1 水凝胶的分类
根据制备水凝胶的生物材料种类的不同,可以将水凝胶分为天然水凝胶和合成水凝胶。
根据水凝胶的带电性质的不同,可以将水凝胶分为电中性水凝胶(非离子型)和离子型水凝胶。
根据水凝胶对外界刺激的反应的不同,可以将水凝胶分为传统水凝胶和环境敏感型水凝胶。
按照结合方式的不同,可以将水凝胶分为物理水凝胶和化学水凝胶。
1。4。2 水凝胶的性质
不同结构的水凝胶具有不同的物理化学性质如触变性、溶胀性、环境敏感性和粘附性等。
(1)溶胀性:水凝胶在水中可以显著溶胀。即吸收液体后水凝胶体积明显增大的现象。
(2)环境敏感性:水凝胶对外界环境变化(如温度、pH、光强度、电场强度、盐浓度等)会有不同的应激反应。
(3)粘附性:水凝胶与另一种物体表面粘结的现象。生物粘附一般指的是生物体表面与生物材料相粘结的现象。
1。4。3 水凝胶的制备方法
目前水凝胶合成所采用的原料以液体和固体为主。常用溶液法、反向乳液法、反向悬浮法和分散聚合法等方法制备水凝胶。引发方法包括化学引发、射线辐射引发、光引发等,后几种引发方式由于没有添加化学引发剂,所以其所制得的水凝胶体系更加纯净,杂质更少。
(1)溶液法:制备凝胶单体水溶液,在适宜的条件下引发反应,并在一定温度下反应一段时间后可以得到产品。该种方法的优点是方法简单、体系纯净、交联结构均匀。