基于生物大分子协同组装的生物材料合成与功能研究

发布时间：2021-09-11 10:02

　　生物材料是一类用于诊断、治疗、修复或替换人体组织、器官或增进其功能的新型材料,其本身不是药物,通过与生物系统直接结合和相互作用发挥作用。生物材料主要应用医学、生物学、材料科学等学科原理针对性的用于解决某种因疾病或损伤造成的功能缺陷,其作用是药物不能替代的。随着现代医疗水平的蓬勃发展以及生产方式的进步,人类社会对生物材料的需求与日俱增,并且对其要求也越来越高,这也促使生物材料的发展向着更加绿色、环保、高效的方向发展。生物材料涵盖领域宽,涉及学科广,根据不同标准可以分为多种类型。天然高分子材料以其显著的可再生性、良好的相容性以及可降解性深受青睐。以天然高分子为基础的生物材料的开发,探索其应用于组织工程与再生医学领域的可能性,为生物材料产品的开发和利用,具有重要的科学意义和现实意义。丝胶蛋白（Silk sericin,SS）作为一种天然高分子,具有良好的亲水性、可降解性、抗氧化性以及生物相容性,是开发蛋白质生物材料的理想资源。长期以来,丝胶一直作为蚕丝脱胶过程的废弃物,迄今为止,国内外科研工作者已经进行了广泛的尝试来改性丝胶,包括将丝胶蛋白与天然纤维、大分子和纳米材料进行交联、共混或复合以提... 

【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：113 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

用于生物材料开发的动植物源的不同种类的天然高分子（单体、低聚物以及大分子）

第1章文献综述5自然界降解的过程中，需要消耗大量的氧气。因此，废弃的丝胶无疑会对自然环境造成严重的威胁。事实上，丝胶虽然是纺织工业中的一种极少被利用的副产品，但目前被证明其具有重要的生物活性，这使得其在药理、化妆品和生物技术应用方面具有潜在的重要用途。图1.2家蚕丝腺中丝蛋白合成和分泌的示意图[13]Fig.1.2ArepresentativeschematicofsilkproteinsynthesisandsecretioninthesilkglandsofBombyxmori.1.2.2丝胶蛋白的提取丝胶占蚕丝含量的25-30%[14]，在纺织工业中，对丝胶的分离纯化还比较困难，通常意义上的“脱胶”是指将丝胶蛋白与丝素纤维分离。目前有三类方法可用于提取蚕茧中的丝胶，主要包括化学处理法、酶解法以及热处理法（图1.3）。化学处理法：蚕茧在常压下用碳酸钠（Na2CO3）和Marseille肥皂液溶解蚕茧并煮沸，再通过过滤或离心去除丝素。虽然该方法可获得相对较纯和分离的丝素，以便进一步的应用，但很难从皂液中回收和分离丝胶。由于Marseille肥皂（由橄榄油制成）非常昂贵，尿素、尿素-巯基乙醇以及氯化钠都可以被使用，仅通过加热碱脱胶，在工业规模上分离丝胶和丝素。然而，由于需要进一步去除化学杂

西南大学硕士学位论文6质，所以该方法难以回收高质量的丝胶用于进一步的研究或应用[15]。丝胶蛋白在等电点（pH3.8～4.5）时溶解度最低，能从水溶液中析出，回收即可得到丝胶蛋白。酸提取法，是通过调节溶液pH至等电点附近，使丝胶析出。通过这种方法提取丝胶，工艺简洁，成本低廉但产率不高。此外，该方法会导致引入盐酸和氯化钠[16]。图1.3丝胶提取的示意图[14]Fig.1.3Degummingofsilksericinfromcocoons.酶解法：即以碱性蛋白酶酶解蚕丝从而脱胶的方式。蚕丝脱胶时，先用纯碱和表面活性剂处理，使丝胶膨润、松软，让酶能够更容易发挥作用，然后进行酶处理，最后进行水洗。酶解法同样会引入新的杂质成分，并且对丝胶多肽的结构破坏比较严重，导致应用上受收到限制[17]。热处理法：可分为高温高压法和热水煮沸法[16]，通过加热的方式使丝胶蛋白溶解于热水，过滤或离心去除不溶性丝素后得到丝胶蛋白水溶液。此方法虽然产率不高，但没有化学试剂的引入，获得的丝胶不需进一步的纯化处理，操作方便简单[18]。总而言之，根据丝胶提取方法的不同，丝胶蛋白的纯度、多肽片段的大孝理化性质以及生物活性也会有所差异[15]。


本文编号：3392802