褐藻多糖硫酸酯与明胶形成复合材料的抗凝血活性

目的:选用生物相容性好的明胶作为褐藻多糖硫酸酯的固定载体,制备褐藻多糖硫酸酯与明胶的复合材料,采用体外凝血试验评估其抗凝血性能。方法:实验于2003-12/2006-12在北京理工大学材料中心实验室、中国科学院北京化学研究所光谱实验室完成。①实验材料:褐藻多糖硫酸酯从市售海带中采用溶剂萃取法制备,纯度可达40%。实验血浆由北京北太平庄血站提供。②将质量浓度分别为100,200,300mg/L的褐藻多糖硫酸酯0.1mL滴加到盛有0.1mL明胶的醋酸溶液(w=0.01)比色杯中,反应完全后,采用0.05%戊二醛固定,干燥成膜后用PBS缓冲溶液冲洗,然后真空干燥72h得到3种不同复合材料。采用EQINOX55型红外光谱仪(美国NICOLET公司)进行结构表征。③采用体外抗凝血时间实验评价复合材料的抗凝血性,包括部分凝血活酶时间、凝血酶原时间、凝血酶时间测定。结果:①复合材料的红外光谱图在877cm-1出现新吸收峰。②实验血浆样品的部分凝血活酶时间、凝血酶时间、凝血酶原时间分别为46.1s,14.0s,12.2s,在正常人血浆的部分凝血活酶时间、凝血酶时间、凝血酶原时间范围内。200mg/L复合材料能显著延长部分凝血活酶时间和凝血酶原时间(P<0.05),300mg/L复合材料能显著延长凝血酶时间(P<0.05)。结论:褐藻多糖硫酸酯-明胶复合材料具有较好的抗凝血活性。     

褐藻多糖硫酸酯通过调控PCNA-AS1表达对宫颈癌细胞增殖和凋亡的影响

目的探讨褐藻多糖硫酸酯对宫颈癌细胞增殖和凋亡的影响及可能的作用机制。方法体外培养宫颈癌Hela细胞,褐藻多糖硫酸酯作用Hela细胞后,细胞计数试剂盒-8(CCK-8)法检测Hela细胞抑制率,流式细胞术检测细胞凋亡率,蛋白印迹(Western Blot)法检测细胞中细胞周期蛋白D1(CyclinD1)、p21、B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)和B淋巴细胞瘤-2相关蛋白(Bax)蛋白表达水平,实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测细胞中PCNA-AS1基因表达水平。转染PCNA-AS1小干扰RNA或PCNA-AS1过表达载体至Hela细胞后,上述相同方法观察干扰PCNA-AS1表达或过表达PCNA-AS1的同时使用褐藻多糖硫酸酯处理对Hela细胞抑制率、凋亡率及CyclinD1、p21、Bax和Bcl-2的蛋白表达的影响。结果褐藻多糖硫酸酯作用Hela细胞后,细胞抑制率、凋亡率及p21和Bax蛋白表达水平显著升高(P0.05),CyclinD1和Bcl-2蛋白及PCNA-AS1表达水平显著降低(P0.05)。干扰PCNA-AS1表达后,Hela细胞抑制率、凋亡率及p21和Bax蛋白表达水平显著升高(P0.05),CyclinD1和Bcl-2蛋白表达水平显著降低(P0.05)。过表达PCNA-AS1的同时使用褐藻多糖硫酸酯作用Hela细胞,细胞抑制率、凋亡率及p21和Bax蛋白表达水平显著降低(P0.05),CyclinD1和Bcl-2蛋白表达水平显著升高(P0.05)。结论褐藻多糖硫酸酯可抑制宫颈癌Hela细胞增殖并诱导细胞凋亡,其作用机制可能与下调PCNA-AS1表达有关。     

再生丝素纤维的力学性能及其生物可降解特征

背景:再生丝素纤维溶解过程中丝素蛋白的分子量不可避免地会产生一定的降解,致使再生丝素纤维至今未进入实用阶段。目的:获得生物可降解的再生丝素纤维。设计:单一样本实验。单位:苏州大学材料工程学院丝绸工程江苏省重点实验室。材料:下脚蚕丝由苏州丝绸进出口公司提供。方法:2003-01/2004-12在苏州大学材料工程学院丝绸工程江苏省重点实验室完成。通过控制废弃天然丝素纤维在中性盐溶解时分子量的变化、湿法纺丝工艺条件和牵伸倍率方法纺制具有一定力学性能和生物可降解的再生丝素纤维。具体步骤:①制备丝素。②制备纺丝液。③再生丝素纤维湿法纺丝。④采用十二烷基硫酸钠-聚丙稀酰胺凝胶电泳法测定溴化锂溶解后丝素溶液的分子量。⑤测定丝素纤维的结晶度和取向度。⑥测定再生丝素纤维的力学性能。⑦测定丝素纤维的体外酶降解率。主要观察指标:①经溴化锂溶解的丝素蛋白的相对分子质量。②X射线衍射结果。③再生丝素纤维的体外酶降解率。结果:①经溴化锂溶解后,丝素蛋白纺丝液的分子量主要分布在10万以下。②在再生丝素纤维湿法纺丝的凝固、牵伸过程中,丝素的构象从无规卷曲转变为分子链中β-折叠和无规卷曲/α-螺旋构象共存。③用放线菌酶对六氟异丙醇法纺制的再生丝素纤维的体外酶降解实验表明,再生丝素纤维其30d的降解率为37.16%,天然丝素纤维的30d的降解率为10.70%。结论:通过控制再生丝素纺丝液分子量、湿法纺丝工艺条件和牵伸倍率方法,可纺制具有一定力学性能和生物可降解的再生丝素纤维。     

褐藻多糖硫酸酯对老龄小鼠GSH和GR含量的影响

目的研究褐藻多糖硫酸酯(APS)对老龄小鼠谷胱甘肽(GSH)和谷胱甘肽还原酶(GR)的影响。方法比色分析法测GR、GSH含量变化。结果褐藻多糖组小鼠脑、心、肾GR含量明显高于对照组(P0.05);褐藻多糖组小鼠脑、心、肾GSH含量明显高于对照组(P0.01)。结论褐藻多糖能提高老龄小鼠机体GR、GSH活力,增强机体抗氧化能力。     

再生丝素纤维的力学性能及其生物可降解特征

背景：再生丝素纤维溶解过程中丝素蛋白的分子量不可避免地会产生一定的降解，致使再生丝素纤维至今未进入实用阶段。目的：获得生物可降解的再生丝素纤维。设计：单一样本实验。单位：苏州大学材料工程学院丝绸工程江苏省重点实验室。材料：下脚蚕丝由苏州丝绸进出口公司提供。方法：2003-01／2004-12在苏州大学材料工程学院丝绸工程江苏省重点实验室完成。通过控制废弃天然丝素纤维在中性盐溶解时分子量的变化、湿法纺丝工艺条件和牵伸倍率方法纺制具有一定力学性能和生物可降解的再生丝素纤维。具体步骤：①制备丝素。②制备纺丝液。③再生丝素纤维湿法纺丝。④采用十二烷基硫酸钠-聚丙稀酰胺凝胶电泳法测定溴化锂溶解后丝素溶液的分子量。⑤测定丝素纤维的结晶度和取向度。⑥测定再生丝素纤维的力学性能。⑦测定丝素纤维的体外酶降解率。主要观察指标：①经溴化锂溶解的丝素蛋白的相对分子质量：②X射线衍射结果。③再生丝素纤维的体外酶降解率。结果：①经溴化锂溶解后，丝素蛋白纺丝液的分子量主要分布在10万以下：②在再生丝素纤维湿法纺丝的凝固、牵伸过程中，丝素的构象从无规卷曲转变为分子链中β-折叠和无规卷曲α-螺旋构象共存。③用放线菌酶对六氟异丙醇法纺制的再生丝素纤维的体外酶降解实验表明，再生丝素纤维其30d的降解率为37．16％，天然丝素纤维的30d的降解率为10.70％。结论：通过控制再生丝素纺丝液分子量、湿法纺丝工艺条件和牵伸倍率方法，可纺制具有一定力学性能和生物可降解的再生丝素纤维。     

等离子体磺酸化丝素蛋白膜聚四氟乙烯复合小口径人工血管的制备

背景:丝素蛋白膜用二氧化硫处理后,可表现出抗凝血活性,但丝素成膜后柔韧性及抗牵拉伸展等性能较差,如果将丝素蛋白涂覆于膨体聚四氟乙烯人造血管表面,并对涂覆后的丝素膜进行磺酸化处理,不但解决了上述不良因素,还能显著改善膨体聚四氟乙烯人造血管的血液相容性.目的:研究等离子体磺酸化丝索蛋白膜聚四氟乙烯复合小口径人工血管(复合血管)的制备过程,并探讨其制备过程的可行性.方法:采用低温等离子体技术处理普通聚四氟乙烯人工血管内表面,将制备并浓缩到一定浓度的丝素蛋白溶液均匀涂覆到人工血管内表面,再次使用低温等离子体技术对人工血管内表面的丝素膜进行磺酸化处理.以普通聚四氟乙烯人工血管为对照,进行接触角及磺酸化效果检测.结果与结论:氩气低温等离子体处理前后接触角分别为87.7°和65.1°涂覆丝素蛋白后接触角为106.2°,二氧化硫低温等离子体处理后接触角为92.9°;X射线光电子能谱仪检测对照丝素膜表面仅有微量的硫元素(0.12%)存在,经过二氧化硫等离子体处理后丝素表面的硫元素含量上升到2.89%;X射线光电子能谱图中的S2p峰拟合曲线显示了复合血管表面的S原子主要是磺酸基团(-SO_3H).说明实验已制备出理论上具有抗凝血性能的血管.     

丝素蛋白/壳聚糖三维支架材料的制备方法

背景:很多研究表明丝素蛋白、壳聚糖为天然高分子材料,无毒无味,有良好的生物特性和理化性质。目的:探讨符合软骨组织工程支架材料要求的丝素蛋白/壳聚糖三维支架材料制备方法。方法:将丝素蛋白与壳聚糖按质量比分别为3∶1,1∶1,1∶3,0∶1的比例混合制备丝素蛋白-壳聚糖复合材料,通过孔径大小、孔隙率、吸水膨胀率及热水溶失率的测定,寻找丝素蛋白/壳聚糖最佳混合比例。结果与结论:丝素蛋白/壳聚糖按质量1∶1的比例混合更符合要求:孔径90～280μm,平均孔径为151.72μm;孔隙率为(92.72±4.78)%;吸水膨胀率为(141.10±6.87)%;热水溶失率交联后较交联前降低,交联前后比较差异有显著性意义(P<0.05)。说明丝素蛋白/壳聚糖按1∶1复合支架材料符合软骨组织工程支架材料理化性质的要求,该材料有望作为软骨组织工程研究较理想的支架材料。     

比较电纺β-磷酸三钙/明胶引导组织再生膜与聚乳酸、聚丙交酯/乙交酯膜的生物相容性

背景:以往有很多学者通过发泡法将β-磷酸三钙与明胶复合得到引导组织再生材料,但将其采用静电纺丝技术制成纤维膜的报道很少.目的:制备新型引导组织再生膜,并比较其与聚乳酸,聚丙交酯/乙交酯膜的细胞毒性.方法:采用静电纺丝法制备β-磷酸三钙/明胶引导组织再生膜,通过扫描电子显微镜对纤维膜表面进行观察.通过MTT实验对电纺β-磷酸三钙/明胶膜与聚乳酸,聚丙交酯/乙交酯膜的细胞毒性进行对比.结果与结论:新型电纺β-磷酸三钙/明胶膜为多孔状,β-磷酸三钙颗粒呈结节状附着在明胶纤维表面,纤维直径平均为400～500 nm,分布比较集中,大多在200～500 nm之间.与聚乳酸,聚丙交酯/乙交酯膜及阴性对照之间细胞毒性差异无显著性意义(P>0.05).说明新型电纺β-磷酸三钙/明胶引导组织再生膜细胞毒性较低,基本符合生物材料安全性的要求,有望成为新型的引导组织再生膜材料之一.     

白树花多糖硫酸酯的抗凝血活性研究

目的研究白树花多糖硫酸酯的抗凝血效果及抗凝血机理,为制备合成高效、安全的多糖硫酸酯抗凝剂提供实验依据。方法将可食用的白树花真菌进行发酵,提取水溶性多糖,采用氯磺酸-吡啶法进行硫酸酯化修饰,获得水溶性的白树花多糖硫酸酯。通过测定APTT、TT、凝血因子活性对白树花硫酸酯的抗凝血效果及抗凝血机理进行评估和探讨。结果对正常人血浆进行的抗凝血实验表明,白树花多糖硫酸酯具有明显的抗凝血活性,在5 mg/L的浓度下即可发挥效果,在10 mg/L浓度时,相当于150 U肝素的抗凝血效果;抗凝血机理研究结果表明,白树花多糖硫酸酯作用于内源凝血系统,主要通过抗凝血酶Ⅲ抑制凝血因子Ⅱa和Xa的活性发挥抗凝血作用,抗凝血机理与肝素完全相同。结论通过上述研究结果,我们认为白树花多糖硫酸酯具备肝素的抗凝血特性。同时由于是可食用真菌多糖的制备产物,在防生物污染方面具备一定优势。因此,白树花多糖硫酸酯可作为理想的肝素替代品进行开发及临床应用。     

胶原蛋白/葡甘聚糖共混膜的制备及性能表征

以葡甘聚糖和胶原蛋白为主要原料,甘油、氨水为添加剂通过共混的方法制备胶原蛋白/葡甘聚糖膜.通过红外光谱、X-射线衍射、显微镜对共混膜进行性能表征,同时测定了共混膜的透光率、力学性能、吸水率及水蒸气透过系数.结果表明:葡甘聚糖1.0 g,胶原蛋白0.6 g,甘油0.4 mL,氨水1.0 mL,蒸馏水100 mL为制膜最佳配方,共混膜的力学性能和水蒸气透过系数得到改善,葡甘聚糖和胶原蛋白之间有强烈的相互作用和良好的相容性,作为一种潜在的皮肤组织工程支架将具有良好的应用前景.     

A novel method to prepare tussah/Bombyx mori silk fibroin-based films

The possibility of using silk fibroin in biomaterials for tissue engineering is a subject of broad interest. In this study, Bombyx mori/tussah silk fibroin (BSF/TSF) blend films were prepared by solution casting using CaCl₂/formic acid as a co-solvent and water as a rinse solvent. The morphology, crystallinity, thermal resistance, mechanical properties and water contact angle of the blend films as well as the biocompatibility were investigated. The BSF/TSF blend films displayed a smooth surface and specific nanostructure in their cross-section, originating from the nanofibril-preservation during fibroin dissolution. The water rinse process induced the formation of a stable β-sheet structure. The BSF film showed superior mechanical properties to the TSF film, and the blending with TSF led to a significant reduction in the strength and elasticity of blend films. However, adding the TSF component could regulate the hydrophilic properties and enhance cell growth on the blend films. The BSF/TSF blend films with specific nanostructure, stable secondary structure, appropriate mechanical properties, and good biocompatibility, are promising candidates for application in regenerative medicine.

A novel method is reported to prepare tussah/Bombyx mori silk fibroin blend films featured transparent, flexible and biocompatible.     

丝素蛋白/壳聚糖三维多孔支架的构建及结构表征

背景：丝素蛋白和壳聚糖均无毒性且具有良好的生物相容性,但是单一成分作为生物支架时都不能满足支架材料的需求。目的：制备各种不同组分的丝素蛋白及壳聚糖复合支架材料,观察其微观结构及相关性能,筛选出适合成骨细胞生长的理想支架材料。方法：通过CaCl2：C2H5OH：H2O=1：2：8（摩尔比）溶解体系溶解、过滤、浓缩提纯,制备出2%的丝素蛋白溶液,壳聚糖溶解于乙酸溶液配制成的3%壳聚糖溶液,将两者以不同的比例相混合,经数次冷冻干燥后,得到成品支架材料。采用电镜观察形貌,计算孔隙率并对支架的结构进行红外、X射线衍射、电子能谱分析观察。结果与结论：将壳聚糖和丝素蛋白共混后,互为改性,制备出了结构较稳定的支架材料。其中40%丝素蛋白-60%壳聚糖组具有适合成骨细胞生长的较佳孔径,可作为细胞支架的首选配比。     

丝素蛋白/透明质酸复合多孔支架材料的表征及细胞相容性

背景:丝素蛋白和透明质酸具备细胞外基质两种主要成分特征,并且有良好的生物相容性。目的:采用冷冻干燥法制备丝素蛋白/透明质酸复合多孔支架,并观察其表征与细胞生物相容性。方法:将丝素蛋白与透明质酸按10:1混合通过冷冻干燥法构建丝素蛋白/透明质酸复合多孔支架并观察其表征。将1×108L-1的第3~5代大鼠骨髓间充质干细胞接种在丝素蛋白/透明质酸复合多孔支架上观察其细胞生物相容性。结果与结论:采用冷冻干燥法可以成功制备丝素蛋白/透明质酸复合多孔支架,与纯丝素蛋白支架相比,复合支架具有更好的多孔三维结构。此外,支架制备过程中不含有毒溶剂,支持骨髓间充质干细胞的黏附铺展与增殖。说明实验制备的丝素蛋白/透明质酸复合支架的成孔性好,具有良好的细胞生物相容性。     

肝细胞特异性大孔微载体的制备与表征

背景：在肝细胞移植及生物人工肝的研究中,肝细胞培养是关键环节,肝细胞表面存在着去唾液酸糖蛋白受体和半乳糖基之间的分子识别功能,如何方便地获取足够数量、活性较好、功能良好的肝细胞已经成为其首要问题. 目的：制备一种新的体外三维环境下具有肝细胞特异性的高性能的大孔微载体. 方法：以丝素蛋白、壳聚糖及乳糖酸为基本材料,通过乳化-化学交联、冷冻干燥、极性溶液处理制备一种新型丝素蛋白/半乳糖基化壳聚糖大孔微载体.采用光学显微镜、扫描电子显微镜和通过超导核磁共振波谱、傅里叶变换红外光谱及细胞相容性等对其形态结构及理化性质进行表征. 结果与结论：实验所制备的丝素蛋白/半乳糖基化壳聚糖大孔微载体,内外多孔且相互连通,具有肝细胞特异性.扫描电子显微镜下观察显示,该大孔微载体表面呈多孔结构,孔径为40-80μm,开口向外,呈喇叭状,孔的分布均匀,内部亦为多孔结构,适合于肝细胞高密度培养.超导核磁共振波谱、傅里叶变换红外光谱检测结果显示,半乳糖基已经成功复合到支架材料之中.细胞相容性实验结果显示,肝细胞能与材料特异性黏附、细胞围绕微载体聚集生长,并表现出很好的活力.结果证实,应用乳化-化学交联、极性溶液处理、冷冻干燥等方法可制备出具有肝细胞特异性亲和力的丝素蛋白/半乳糖基化壳聚糖大孔微载体.     

Mineralization of calcium phosphate induced by a silk fibroin film under different biological conditions

Silk fibroin is a promising biomaterial that has been used for tissue engineering applications. However, the influence of silk fibroin on the mineralization of calcium phosphate in different biological environments has not been discussed before. In this work, we fabricated organized silk fibroin film as the organic framework and amorphous calcium phosphate (ACP) deposited on the films as precursors. The transformation pathways and morphology of ACP was then studied in both enzyme and PBS (phosphate buffer saline) solutions. While only hydroxyapatite (HA) crystals formed in enzyme solution, a mixture of tricalcium phosphate (TCP) and HA crystals were obtained in PBS solution, which can be related to the variations of the content of silk fibroin and pH of the solution. Therefore, silk fibroin films can have an important effect on the mineralization process of calcium phosphate in different biological environments. In addition, cell cultivation experiments show that the silk films after mineralization promoted osteogenesis and exhibited good biocompatibility.

Silk fibroin films can have an important effect on the mineralization process of calcium phosphate in different biological environments. There was improvement of MSF with good biocompatibility that are promising in bone tissue engineering.     

丝蛋白应用于牙周组织工程的可行性

背景:丝蛋白是有利于表皮细胞、成纤维细胞、成骨细胞、血管内皮细胞、胶质细胞黏附和生长的一种新型生物材料。目的:评估丝蛋白作为支架材料应用于牙周组织工程的可行性。方法:采用组织块法培养人牙周膜细胞,将第5代细胞悬液以2×107L-1的浓度接种到丝蛋白支架材料上复合培养,并以1%,10%,50%,100%的丝蛋白支架浸提液培养,观察人牙周膜细胞在丝蛋白上及在丝蛋白浸提液中生长状况,用MTT法测定浸提液培养人牙周膜细胞的活力。结果与结论:扫描电镜可见人牙周膜细胞在丝蛋白支架上伸展充分,生长旺盛,不同浓度丝蛋白支架浸提液培养对人牙周膜细胞的增殖与碱性磷酸酶活性均无影响。说明丝蛋白材料具有良好的生物相容性、独特的力学性能,可作为人牙周膜细胞黏附生长的理想支架材料较好地应用于牙周组织工程中。     

壳聚糖微球复合丝素基硫酸钙骨水泥的理化特性

背景：脊柱成形和脊柱后凸成形治疗中采用的硫酸钙骨水泥理化性质好,对人体无毒性作用,同时具有降解性能,但单独使用降解较快。目的：研制具有载药缓释功能的壳聚糖微球丝素基硫酸钙骨水泥。方法：采用三聚磷酸钠乳化交联法制备壳聚糖微球。采用浓度分别为3%,6%,9%的丝素溶液与CaSO4？0.5H 2 O混合,通过万能力学试验机确定骨水泥力学性能最佳时的丝素浓度,在此浓度下,按壳聚糖微球占CaSO 4？0.5H 2 O的质量比分别为0.5%,1%,5%的比例制备壳聚糖微球丝素基硫酸钙骨水泥,测定其抗压强度,并通过X射线多晶衍射仪及傅里叶红外光谱明确达到最佳抗压强度组的骨水泥成分,电镜观察复合骨水泥中壳聚糖微球的形态。结果与结论：当丝素溶液浓度为6%,壳聚糖微球含量为0.5%时,复合骨水泥的抗压强度最大,为（39.17＆#177;1.96） MPa,此时复合骨水泥的初凝时间为（12.99＆#177;1.63） min,终凝时间为（21.55＆#177;0.54） min;骨水泥中主要晶相组成为硫酸钙,傅里叶红外光谱结果证实复合骨水泥中含有丝素及壳聚糖;复合骨水泥中的微球表面稍有皱缩,但球形仍然完整,未见明显破坏,可见在制备复合骨水泥的过程中微球能保持稳定而不被破坏。     

丝蛋白应用于牙周组织工程的可行性

背景：丝蛋白是有利于表皮细胞、成纤维细胞、成骨细胞、血管内皮细胞、胶质细胞黏附和生长的一种新型生物材料。目的：评估丝蛋白作为支架材料应用于牙周组织工程的可行性。方法：采用组织块法培养人牙周膜细胞,将第5代细胞悬液以2×107L-1的浓度接种到丝蛋白支架材料上复合培养,并以1%,10%,50%,100%的丝蛋白支架浸提液培养,观察人牙周膜细胞在丝蛋白上及在丝蛋白浸提液中生长状况,用MTT法测定浸提液培养人牙周膜细胞的活力。结果与结论：扫描电镜可见人牙周膜细胞在丝蛋白支架上伸展充分,生长旺盛,不同浓度丝蛋白支架浸提液培养对人牙周膜细胞的增殖与碱性磷酸酶活性均无影响。说明丝蛋白材料具有良好的生物相容性、独特的力学性能,可作为人牙周膜细胞黏附生长的理想支架材料较好地应用于牙周组织工程中。