丝素蛋白在生物医用领域中的应用

丝素蛋白长期以来被用于生物医疗领域,随着生物科技的发展,其新功能也不断被发现并发展起来,从最初的外科手术缝合线到治疗性药物,从普通的组织工程支架到附带药物缓释体系的高级支架,丝素材料的应用不断推陈出新。本文综述了丝素蛋白在近年作为新型组织工程材料、药物缓释载体以及疾病治疗药物的研究情况,对丝素蛋白近年的发展做了总体上的概括。     

丝素蛋白的免疫学特性及细胞相容性研究进展

丝素蛋白作为一种具有良好生物相容性和低免疫原性的天然高分子材料在生物医学领域里有着广泛的应用价值。阐述了近年来对丝素蛋白在组织工程学研究中所涉及的免疫学方面及细胞相容性方面的研究概况。     

丝素蛋白材料生物相容性评价研究进展

丝素蛋白是一种具有优良理化特性的高分子生物材料,而且具有良好的生物相容性。主要对国内外关于丝素蛋白材料生物相容性评价的研究进展,尤其是其优异的生物功能性做了综述,并对下一步研究其生物相容性分子机制的发展趋势进行了探讨。     

低温等离子体对丝素纤维人工血管材料蛋白吸附性能的影响

丝素纤维是一种天然蛋白质纤维,具有良好的生物相容性,在生物医用材料领域具有广阔的应用前景。该文分别采用氦气和氧气低温等离子体处理丝素纤维人工血管材料,探究不同等离子体对材料表面形貌、亲水性、力学性能及蛋白吸附性能的影响。结果表明,两种等离子体均可对丝素纤维表面产生刻蚀作用,且氧气等离子体的刻蚀作用较强。然而,氦气等离子体对改善材料表面亲水性效果较优。拉伸断裂强度结果显示,氧气等离子体对丝素纤维人工血管材料的力学性能损伤较大。蛋白吸附试验结果显示,两种等离子体均能降低血浆蛋白在材料表面的吸附,且氦气等离子体处理的效果更为显著。本研究结果表明,采用氦气等离子体处理丝素纤维人工血管材料,可能更有助于减少血细胞在材料表面的粘附,从而降低形成血栓的风险,且对材料力学性能影响不大。     

不同浓度载万古霉素半水硫酸钙/丝素微球复合人工骨材料的制备及性能研究

本文以丝素蛋白为载体,以万古霉素(VCM)为药物模型,采用水-油相溶解扩散方法制备了不同浓度的丝素微球(SFM),并进一步构建了载VCM半水硫酸钙(CSH)/SFM复合人工骨材料。实验中用扫描电子显微镜(SEM)观察材料的表面形态,用傅里叶变换红外吸收光谱(FTIR)研究材料的构象,用抑菌圈实验验证材料的抑菌性能,用紫外/可见分光光度计检测材料的药物释放性能,用万能试验机测定样品的抗压性能。结果表明,随着丝素浓度从20、40mg/mL增加到60mg/mL,丝素构象及抑菌性没有显著改变,而SFM粒径增加,药物释放速率减慢;同时在CSH中复合SFM后,随着SFM丝素浓度增加,复合人工骨材料药物释放速率逐渐减小,压缩断裂功逐渐增加。上述结果表明,本研究在一定程度上改进了CSH存在的脆性大、作为药物载体前期释放快的缺点,有望在临床感染性骨缺损的治疗中取得更好的应用成效。     

生物可降解丝素蛋白在骨科中的应用与进展

组织工程的三要素分别是支架材料、种子细胞和生长因子,其中支架材料在组织工程中起到关键的作用.骨组织工程中最常用支架材料有透明质酸、海藻酸钠、壳聚糖、聚乳酸、聚氰基丙烯酸酯、胶原蛋白和聚己内酯等,但现阶段以上材料在骨科临床实际应用中都各自面临问题,比如壳聚糖亲水性过强、降解速度快,海藻酸钠、胶原蛋白力学性能差等,因此,寻求一种更合适的支架材料成为研究的重点方向.丝素蛋白作为一种天然高分子材料,广泛存在于自然界中,具有价格低、易获取、可降解性、低毒性的优点.以丝素蛋白为材料的骨组织支架在骨科中发挥了巨大的作用,有望在未来给更多的骨病患者带来福音.本文综述丝素蛋白的组成结构和理化性质,阐述了不同类型丝素蛋白支架在骨组织修复中的应用,总结了丝素蛋白在治疗骨肿瘤和预防骨感染领域的国内外最新研究进展,并展望丝素蛋白材料在骨科中的发展前景和应用趋势,为丝素蛋白材料应用于生物医学工程和临床提供有利参考.     

丝素蛋白作为组织工程材料应用于角膜的研究进展

背景：丝素蛋白纤维材料具有透明性、结构可塑性、成分单一性、力学强韧性及生物相容性等特点。 目的：综述国内外丝素蛋白应用于角膜组织工程的研究进展。 方法：由第一作者在标题和摘要中以“silk fibroin, corneal, ocular”或“丝素,角膜”为检索词,检索1980至2011年PubMed及1990至2011年CNKI数据库中关于丝素蛋白角膜的文章。 结果与结论：从天然蚕丝中提取的高分子丝素蛋白,因其良好的生物相容性、独特的力学性能、光学透明性及降解速率可控性,既可以单独应用于角膜组织结构的重建,又可与其他组织材料联合应用,成为角膜组织工程学应用的理想材料。现已证明多种角膜细胞可在丝素纤维膜上良好生长,但体外培养的细胞应用于动物模型的相关研究较少;此外丝素蛋白材料植入角膜内对其产生何种影响的研究数据较缺乏,这些均是亟待解决的问题。     

丝素蛋白/壳聚糖复合支架材料的细胞相容性**

背景：大量研究表明丝素蛋白、壳聚糖为天然高分子材料,具有良好的细胞生物相容性。 目的：探讨丝素蛋白/壳聚糖复合支架材料与诱导的兔骨髓间充质干细胞的生物相容性。 方法：将兔骨髓间充质干细胞分离培养、诱导后,与丝素蛋白/壳聚糖三维支架材料体外共培养,以材料的细胞毒性、细胞增殖活力、材料细胞黏附率及扫描电镜等检测评价材料的细胞相容性。 结果与结论：经诱导后的骨髓间充质干细胞在支架材料上黏附、生长良好,保持正常的分裂增殖速度;随时间的增加,细胞黏附率增加,材料组较对照组黏附率强,差异有显著性意义(P < 0.05)。扫描电镜观察发现细胞接种48 h后细胞生长良好,与支架黏附紧密,增殖分裂活跃。说明丝素蛋白/壳聚糖三维支架材料具有良好的细胞相容性。     

纳米羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白复合骨组织工程支架材料的生物相容性

背景:通过将两种及两种以上材料共混制备复合支架材料可以弥补各自的不足,利用各种材料的互补特性来满足组织工程对支架的要求。目的:制备纳米羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白复合三维支架材料,并研究其细胞相容性。方法:将纳米羟基磷灰石、胶原蛋白与丝素蛋白分别按质量比为1∶1∶5、1∶2∶5、1∶3∶5的比例混合,制备纳米羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白复合材料,测试其孔隙率、孔径大小、吸水膨胀率及压缩力学性能。将表征结果良好的质量比为1∶2∶5的纳米羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白复合材料与MC3T3-E1细胞体外复合培养,MTT法检测复合培养2,4,6,8,12 d后的细胞活性。结果与结论:羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白按质量1∶2∶5的比例混合更符合要求:孔径98-260μm,孔隙率为(96.72±2.78)%,吸水膨胀率为(549.37±35.29)%,生物力学试验机测定其力学性能稳定、压缩应变及弹性模量等指标适宜骨组织工程研究应用。MC3T3-E1细胞在纳米羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白复合三维支架上生长增殖良好,表明纳米羟基磷灰石/胶原/丝素复合三维支架具有良好的细胞相容性。     

胶原及丝素蛋白支架材料在脊髓组织工程中的应用

背景:以胶原及丝素蛋白材料为构架的脊髓生物支架,已被证实可以修复或部分修复受损的脊髓神经功能。目的:介绍胶原蛋白和丝素蛋白的部分特性,并对近年来其作为支架材料在脊髓组织工程中的应用及进展作一综述。方法:应用计算机检索CNKI和PubMed数据库中2003年1月至2012年10月关于胶原蛋白及丝素蛋白支架材料在脊髓损伤中应用的文章,在主题和摘要中中文以"胶原蛋白,丝素蛋白,支架材料,脊髓损伤"为检索词检索;英文以"collagen;silk fibroin;spinal cord injury"为检索词进行检索。结果与结论:胶原蛋白具有低抗原性、优良的生物相容性和生物降解性,本身及其降解产物在人体内不会引起炎症反应,但存在降解速度过快及力学性能差等缺点。丝素蛋白具有良好的生物相容性及优良的力学性能,但降解速度较慢。将胶原蛋白和丝素蛋白用静电共纺的方法制备成复合体,可以在保持良好生物相容性的基础上,提高材料的物理性能。目前,国内外已对丝素或胶原蛋白材料在神经系统修复方面的应用做了一些研究,为脊髓组织工程奠定了一些基础;又考虑到胶原和丝素材料与脊髓软组织的特性和力学性能相似,胶原/丝素蛋白复合材料有望成为脊髓组织工程理想的支架材料。     

丝素蛋白材料对免疫细胞激发作用的研究进展

丝素蛋白是一种源于蚕丝的天然高分子材料,其无毒、无刺激、透氧渗水性好.该材料作为诱导型医用生物材料的应用研究已成为热点课题;与此同时,丝素蛋白材料作为＂异种＂抗原物质进入人体后触发免疫应答的研究也正深入开展.机体的免疫系统具有对＂异己＂物质进行识别和攻击的特性,通过激活免疫细胞,产生免疫效应物质包括效应细胞、抗体及细胞因子等,从而对进入机体的＂异己＂物质进行攻击与清除.就丝素蛋白材料对免疫细胞的激发作用研究作一综述.     

丝素蛋白在组织工程细胞支架方面的研究进展

近年来有关丝素蛋白用做细胞培养基质材料的研究表明，丝素蛋白对多数种类细胞的体外培养表现出较高的细胞附着率和增殖率，与胶原相当，可以用作组织工程细胞支架材料，应用到组织工程皮肤、软骨、血管等诸多领域。本文就丝素蛋白用于细胞培养的研究现状及丝素蛋白在组织工程细胞支架方面的应用前景做一综述。     

丝素蛋白/羟基磷灰石支架对成骨诱导脂肪干细胞活性及成骨性能的影响

背景：成骨诱导后的脂肪干细胞与可降解丝素蛋白/羟基磷灰石支架复合,可望研制出一种具有良好生物相容性及成骨性能的新型骨融合材料。 目的：探讨丝素蛋白/羟基磷灰石支架对成骨诱导脂肪干细胞增殖活性及成骨性能的影响。 方法：获取大鼠脂肪干细胞后体外贴壁培养、扩增,将第3代细胞用条件培养液进行成骨方向的定向诱导培养、扩增,然后接种到预湿的丝素蛋白/羟基磷灰石材料上作为实验组,以相同条件下置入盖玻片和脂肪干细胞培养作为对照组。倒置相差显微镜观察细胞在材料中的生长情况,MTT法检测材料对细胞增殖活性的影响,碱性磷酸酶活性测定评价其成骨能力。 结果与结论：成骨诱导后的脂肪干细胞在丝素蛋白/羟基磷灰石材料上能够良好地黏附和增殖。实验组和对照组细胞增殖活性及碱性磷酸酶活性比较,差异无显著性意义(P > 0.05),证实脂肪干细胞活性及成骨性能不受材料影响,说明丝素蛋白/羟基磷灰石复合材料具有良好的细胞相容性。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

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90~280 μm,平均孔径为151.72 μm;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。     

丝素蛋白分子的构象转变及自组装行为

家蚕丝素蛋白分子由后部丝腺分泌,经中部丝腺分泌的丝胶蛋白包被,再经由前部丝腺和纺丝管而成丝纤维。丝素蛋白生物材料在过去的20多年时间里得到了迅猛的发展,除了丝素蛋白纤维编织缝合线和人工血管外,再生丝素蛋白敷料、人工皮肤、神经导管、药物载体、组织工程支架及生物传感器等得到了日益广泛的研究。然而,蚕丝纤维化的分子机理尚不明晰。丝素蛋白分子构象转变及自组装受剪切力、金属离子、pH、电荷、溶液浓度、疏水作用及温度等多种因素影响。该文综述了丝素蛋白分子构象转变及自组装最新研究进展,期望为探究蚕丝纤维化的分子机理提供帮助。     

离心法测定细胞与材料之间黏附强度的研究

建立一种简单的离心法用以评价细胞与材料之间的黏附强度。改造离心涂片机以适合研究需要；建立离心法测定三种贴壁细胞（HeLa、SH～SY5Y、ECV304）在两种材料（聚苯乙烯板、丝素蛋白膜）上的黏附强度，以研究在不同的培养时间下三种贴壁细胞在两种材料上的黏附情况。结果表明在相同的培养时间下，三种贴壁细胞与丝素蛋白膜的黏附强度强于与聚苯乙烯的黏附强度，其黏附强度的大小可以相对量化。结论该离心法检测细胞对生物材料黏附强度的方法简单易行，重复性高；丝素膜材料是一较为理想的生物材料。     

丝素蛋白生物硅化材料在骨组织工程学中的应用

制备可生物降解并具有骨再生功能的支架材料是骨组织工程当前研究的重点领域。丝素蛋白具备可用作骨组织工程支架材料的许多要素,其中通过仿生方式生物矿化制备的丝素蛋白/无机复合材料与单纯丝素相比,由于具有较好的生物相容性、生物力学性能、可生物降解性以及骨诱导和传导特性,展现出更好的应用前景。本文综述了近年丝素蛋白生物硅化制备新型骨组织工程材料的研究进展,并展望了丝素蛋白生物硅化今后的发展方向。     

载TGF-β1纳米粒的胶原/丝素蛋白复合支架的制备与表征

目的 构建一种载转化生长因子β1(TGF-β1)纳米粒的双层胶原/丝素蛋白复合支架.方法 制备载TGF-β1的壳聚糖-肝素(Ch-Hep)纳米粒,检测其形态、粒径、Zeta电位和包封率.制备不同胶原和丝素蛋白质量比(2∶8、3∶7、7∶3、8∶2、10∶0)的5种胶原/丝素蛋白复合材料,分别检测其吸水率、孔隙率、热水溶失率和生物相容性;选择其中2种综合性能良好的复合材料分别作为复合支架的疏松层和致密层,构建载TGF-β1纳米粒的双层胶原/丝素蛋白复合支架,观察其形态并进行体外释放动力学研究.结果 Ch-Hep纳米粒的平均粒径为(718.2±73.6) nm,Zeta电位为(25.5±0.8) mV,对TGF-β1的包封率为(84.82±1.57)％.随着胶原/丝素蛋白复合材料中胶原含量的增加,材料的吸水率、孔隙率逐渐增加,热水溶失率逐渐降低;5种材料对骨髓间充质干细胞(BMSCs)均有促生长和增殖的作用.综合考虑后选用质量比为3∶7和7∶3的胶原/丝素蛋白复合材料分别作为复合支架的致密层和疏松层,构建的胶原/丝素蛋白复合支架为双层结构,一侧结构致密,另一侧疏松多孔.体外释放动力学研究表明,复合支架对TGF-β1具有定向时空控制性释放作用.结论 载TGF-β1纳米粒的双层胶原/丝素蛋白复合支架对TGF-β1具有良好的时空控制释放作用,有望作为生长因子的控缓释支架材料应用于软骨组织工程.     

一种新的人工血管涂层及其实验研究

目的为克服目前使用的人工血管涂层材料性质普遍不稳定、不易提纯、交联用难且价格昂贵的缺陷,作者进行了人工血管丝素蛋白涂层的实验研究.材料和方法将丝素蛋白浸渍涂层涤纶人工血管内外壁并使用甲醛交联固定.通过血管壁渗水率、形态学以及力学性能等体外试验评价丝素蛋白涂层人工血管是否达到人工血管植入前标准.结果未涂层人工血管管壁渗水率通过丝素蛋白涂层降低了99%,达到植入时不漏血的目的.丝素蛋白涂层占重(117±22)mg/g显著低于较InterGardTM血管胶原涂层占重(302±23)mg/g(P＜0.05).结论丝素蛋白涂层人工血管可操控性好,渗水率低.同时在体外具备良好的生物降解性能.     

丝素蛋白在小口径人工血管中的应用

背景：国内外众多学者将丝素蛋白应用到小口径人工血管中,得到的人工血管拥有较好的抗血栓性及优秀的机械强度,动物实验也取得了满意的远期通畅率。目的：概述丝素蛋白的生物化学性质,目前在血管中常用的改性手段,以及国内外小口径人工血管中丝素蛋白的具体应用。方法：应用计算机检索中国知网、Medline数据库及ScienceDirect数据库1980年1月至2013年12月有关小口径人造血管血液相容性方面的文献,中文检索词为“人工血管,丝素蛋白”,英文检索词为“Vascular grafts,silk fibroin”。结果与结论：丝素蛋白拥有可控的机械性能,可通过醇化等处理获得不同的顺应性。同时,丝素蛋白拥有良好的生物相容性,分解产物已知、无毒,满足生物医药材料的安全需求。此外,丝素蛋白易于整合抗凝集团,效果明显可靠,且易于内皮细胞定植生长,而短期内能否形成稳定牢固的内皮层是保证血管假体拥有理想远期通畅率的关键,因此丝素蛋白是制备小口径人工血管的理想材料。但是由于制作工艺等问题,中国早期应用丝素蛋白制作的人工血管并未得到长远的发展。近年来,随着纳米材料、仿生技术、组织工程类血管、静电纺丝等技术的研究发展,以及众多学者为应对小口径血管中复杂血流动力学环境对多层血管的研究尝试,为丝素蛋白在人工血管中的应用开辟了新的空间领域。中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程全文链接：