交联胶原蛋白的降解表征VIP免费

收稿日期:2004-08-13作者简介:何薇婧(1980-),女,哈尔滨人,在读硕士研究生,师从黄玉东教授,进行生物医用高分子材料方向的研究。交联胶原蛋白的降解表征何薇婧,黄玉东,李艳辉(哈尔滨工业大学应用化学系,黑龙江哈尔滨150001)摘要:胶原蛋白被广泛地作为生物医用材料使用,具有良好的生物相容性、组织再生功能和机械性能。为了探讨交联对胶原蛋白提取的影响,在体外酶降解胶原蛋白的实验中,通过胶原蛋白物理外观形态发生变化、降解液羟脯氨酸含量分析和红外谱图分析等表征方法,考察了经过戊二醛交联所获得不同交联度的胶原蛋白体外降解情况。同时,对其降解原理进行了进一步研究。实验表明经过012%戊二醛交联1h的胶原蛋白抗酶解性能最好,基本能满足生物医学材料的要求。关键词:胶原蛋白;戊二醛交联;胶原酶降解中图分类号:TQ322197文献标识码:A文章编号:1001-0017(2005)03-0139-04EvaluationonDegradationofCross-linkedCollagenHEWei-jing,HUANGYu-dongandLIYan-hui(Dept.ofAppliedChemistry,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,China)Abstract:Collageniswidelyusedinbiomedicalfieldforitsexcellentbiocompatibility,regenerationoforganizationandmechanicalproperties.Inthevitroco-llagenasedegradationexperiment,thedegradationofcollagenwithdifferentcrosslinkdegreescuredbyGTAwasinvestigatedthroughthechangeofphysicalappear-ance,analyzingHypcontentinthesupernatantandIRspectrumanalysis.TheeffectsoftheGTAcrosslinkonthecollagenandthedegradationmachinismwerestud-iedfurther.Itrevealedthatthecollagencrosslinkedwith012%GTAfor1hshowedoptimumperformanceofanti-collagenasedegradation,whichcouldmeetthedemandsofthebiomedicalmaterials.Keywords:collagen;GTAcross-link;collagenasedegradation前言胶原蛋白作为引导组织再生的生物医用材料,无论是在被吸收前作为形成新组织的骨架,还是被吸收同化进入宿主,成为宿主组织的一部分,能逐渐成为具有正常生理功能细胞与组织整体的一部分。胶原纤维由于广泛的共价交联,其结构稳定,体内有特异作用于胶原的胶原酶(Collagenase),对其分解起关键作用。因此要求植入体内的胶原蛋白材料具有一定的降解期,研究胶原蛋白的降解特性是具有重要意义的[1]。国外在此方面的研究十分活跃,如可以采用质量损失、机械性能下降、相对分子质量下降、羟脯氨酸含量、红外测试、差热分析及扫描电镜等进行降解性能表征。如F.HHeijmen等[2],通过降解前后拉伸强度的比值反应降解程度,从而比较得出交联处理使胶原蛋白降解程度明显降低。L.H.OldeDamink等[3]对降解过程中单位小时内的质量损失率的探讨,考察了不同的交联处理方法所产生不同效果。PeterAngele等[4]通过测试体外胶原酶降解胶原蛋白后的降解液,来比较了取自不同动物组织的胶原蛋白经过EDC/NHS交联前后的降解特性。国内的李孝建等人[5]通过测定未交联及不同交联时间的胶原+6-硫酸软骨素膜体外降解液中羟脯氨酸浓度考察降解性能。本实验采用不同浓度的GTA经过一定时间交联反应所得的胶原膜试样,并模拟体内环境,在37e水浴条件下,用胶原酶溶液降解胶原蛋白,通过观察胶原外观形态的变化,用比色法[6]分析消化液,以及红外光谱分析降解残余物的方法对其降解行为进行表征[7],并由此得到GTA交联胶原蛋白最佳制备工艺。1材料与方法111主要试剂和仪器11111试验主要试剂牛腱市售;胃蛋白酶(1B3000)胶原酶(318U/mg)上海生工;戊二醛天津市博迪化工有限公司。11112试验仪器#139#2005年第27卷第3期化学与黏合CHEMISTRYANDADHESION高速冷冻离心机;上海安亭科学仪器厂;721型分光光度计;上海第三分析仪器厂112胶原蛋白降解试样的制备取新鲜的牛腱,去筋膜、脂肪等杂质,洗净后将其切成碎末约8g,然后用蒸馏水漂洗,用金属网晾干。实验过程中间歇搅拌,反应温度为3~5e,醋酸的用量始终为300ml不变。反应结束后,用高速冷冻离心机离心反应液,离心速度为12000rpm,温度控制在-4e~4e。离心后取上清液冷冻干燥。将冷冻离心干燥后的胶原海绵用戊二醛交联。交联浓度分别为011%,012%,015%,交联时间为20min。交联后的胶...