3教育部高等学校博士点专项科研基金资助(项目编号:20020610032)关林波:女,1983年生,硕士研究生但卫华:通讯联系人,男,1956年生,博士生导师明胶及其在生物材料中的应用3关林波1,但卫华1,曾睿2,3,米贞健3,林海1,但年华1,2,陈驰1,曲健健1,叶易春1(1四川大学皮革化学与工程教育部重点实验室,成都610065;2成都佰乐金生物科技有限公司,成都610065;3四川大学轻纺与食品学院,成都610065)摘要明胶是一种天然的高分子材料,其理化性质、生物学性能研究表明其是制造生物医用材料的良好基材。总结了明胶的结构和性质,综述了明胶在生物医用材料中的应用,指出了当明胶与其他生物材料复合时,明胶基生物材料在医学领域有着广阔的应用前景。关键词明胶生物医用材料应用GelatinandItsApplicationinBiomedicalMaterialGUANLinbo1,DANWeihua1,ZENGRui2,3,MIZhenjian3,LINHai1,DANNianhua1,2,CHENChi1,QUJianjian1,YEYichun1(1TheKeyLaboratoryofLeatherChemistryandEngineeringofMinistryofEducation,SichuanUniversity,Chengdu610065;2ChenduBailejingBiologicScienceandTechnologyLtd,Chengdu610065;3InstituteofLight,TextileandFoodIndustry,SichuanUniversity,Chengdu610065)AbstractThegelatinisakindofnaturalhighmolecularweightmaterial,andtheresearchonitsphysics2chemistrypropertiesandthebiologyfunctionsindicatesthatitisoneoftheexcellentbiomedicalmaterials.Inthispa2per,thestructureandpropertiesofthegelatinaresummarized,theapplicationofgelatinasbiomedicalmaterialisover2viewed,andtheapplicationpotentialofgelatin2basedbiomedicalmaterialsintherealmofmedicalscienceispointedout.Keywordsgelatin,biomedicalmaterial,application明胶是胶原部分水解而得到的一类蛋白质,明胶与胶原具有同源性。胶原具有棒状三股螺旋结构,当其部分水解制备明胶的过程中,胶原的这种三螺旋结构发生部分分离和断裂。胶原具有其他合成材料无法比拟的生物相容性、可生物降解性以及生物活性,如:低抗原性、促进细胞增殖和分化、促进血小板凝结等。胶原经特殊处理,可用于烧伤和创伤治疗、矫形、组织修复、止血、美容等领域。在胶原广泛深入应用的同时,明胶所表现出来的一些良好的理化性能,以及在成本上的优势,使其在医药工业、临床医学和临床治疗中也有着广泛的应用[1]。1明胶的结构及性质1.1明胶的结构及分类明胶的氨基酸组成与胶原相似,但因预处理的差异,组成成分也可能不同。不同规格的明胶分子量一般为15000～250000Da。当胶原蛋白的分子水解时,三股螺旋互相拆开,其肽链有不同程度的分离和断裂。这种分离和断裂方式有4种:(1)3条肽链松开后仍有氢键相互联结;(2)1条肽链分离,另两条肽链松开后仍有氢键联结;(3)螺旋完全松开,成为3条互不联结的、不规则盘旋的α肽链;(4)3条分离的α链部分断裂。胶原蛋白分子的棒状三螺旋结构按上述4种方式分离和断裂后就形成了明胶分子的结构[2,3]。按照制备方法不同,明胶可分为两类,即A型明胶和B型明胶[4]。A型明胶(等电点6～8)是用酸水解猪皮得到的,可塑性和弹性较好。B型明胶(等电点4.7～5.3)是碱水解骨头及动物皮肤得到的,硬度较好。1.2明胶的理化性质明胶的理化性质与胶原蛋白的来源、制备方法、提取和浓缩条件、受热历程、pH值以及杂质或添加剂的化学性质等有关,其理化性质主要有:(1)凝胶化当组成胶团的各种蛋白质链借助于侧链互相缔合时,将形成一个不溶性的固体点阵,这就是凝胶。明胶溶液可形成具有一定硬度、不能流动的凝胶。当明胶凝胶受到环境刺激时会随之响应,即当溶液的组成、pH值、离子强度发生变化和温度、光强度、电场等刺激信号发生变化时,或受到特异的化学物质刺激时,凝胶就会发生突变,呈现出相转变行为[2]。这种响应提示了凝胶的智能性的存在。根据明胶凝胶化所具有的智能性,可以利用明胶制作仿生智能材料。例如郭晓明等[5]采用明胶成膜和溶胶2凝胶成膜相结合的技术,制得了性能良好得生物传感器。虽然这种材料目前在国内报道很少,但是智能天然高分子材料的研究已经成为仿生材料领域中的重要发展方向之一[6]。笔者认为,在不久的将来,明胶基智能高...
