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浅谈医学生物材料-胶原蛋白 生医高分子材料(biomedical polymers)系指应用于生物医学领域之合成(synthetic)或天然(natural)高分子材料。天然高分子材料中目前最具发展潜力的有几丁质(chitin)、透明质酸(hyaluronic acid)及胶原蛋白(collagen)等。其中,几丁质是由蟹壳中抽取的,而透明质酸是从鸡冠中抽取而得,两者都属多醣体(polysaccharide)类生医高分子材料。胶原蛋白又称作「胶原质」,是组成各种细胞外间质的聚合物,在动物细胞中扮演结合组织的角色。更进一步而言,胶原蛋白是细胞外基质最重要的组成份,同时也是动物结缔组织(connective tissue)中最主要的构造性纤维蛋白质。它主要是以不溶性纤维蛋白的形式存在,在人体的组成中约占蛋白质的25~30%,扮演着有如建构房屋之「鹰架」的角色,提供组织张力藉以保护并连结各种组织,支撑起人体的结构(1)。胶原蛋白为脊椎动物体内含量最丰富的蛋白质(protein),在骨头(bone)与肌腱(tendon)中约有90%以上,皮肤中约有50%以上的蛋白质为胶原蛋白,不仅脊椎动物有,无脊椎动物如软件、节足动物也有胶原蛋白。 多年以来的研究指出,由不同种类的动物萃取而得之胶原蛋白具有高度的一致性,就是说我们可由同一动物的不同组织中得到相同之胶原蛋白,这些胶原蛋白的基本型态、螺旋结构及胺基酸的组成份都相同。 胶原蛋白种类及结构 随着萃取及分析技术不断的进步,现在根据发现的时间先后已定义出 21种不同形式的胶原蛋白,其中「人类第21型胶原蛋白体」为工研院生医中心技术团队于2001年发现。各种型态胶原蛋白在生化特性、组织中的分布、合成机制以及在胚胎期、成年期的结构与功能上所扮演的不同角色,是现在许多研究的重点。但目前一般在医学上的应用仍以 Type I 胶原蛋白为主,故若未特别标示其形式者,则通常是指 Type I 胶原蛋白。 胶原蛋白分子是由三条多胜月太链(polypeptides)所组成的三股螺旋结构(triple-helical structure),而每一条多胜月太链(我们称之为α chain)的组成相似,但并不一定完全相同,故所组成的胶原蛋白也不相同。有的是由三条完全相同之α chain所组成(如 Type II),有的三条α chain完全不同(如 Type VI),有的则是两条相同而另一条不同,Type I便属于这一种。体内不同部位组织蕴藏不同含量及型态的胶原蛋白,表一中显示了这些胶原蛋白的形式、组成与一般在体内的分布情形。 表一 胶原蛋白的型式及组成 胶原蛋...

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