交联对胶原生物学和物理性能的影响

背景:水溶性1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺是无毒、生物相容性良好的交联剂,可促发胶原发生交联,形成酰胺交联键.目的:分析交联对胶原生物学和物理性能有何影响.设计、时间及地点:胶原的物理化学性质观察实验,于2008-09/11在福建工程学院材料科学与工程系实验室完成胶原交联的实验.材料:I型生胶原溶液由广州创尔公司提供.1-乙基-(3-3-二甲基氨丙基)-碳化-二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺为交联剂分别由上海吉尔生化公司和上海伯奥生物科技有限公司提供.以N-吗啡林和乙撑磺酸为缓冲剂,由上海源聚生物科技有限公司提供.方法:将胶原溶液置于冷冻机中,在-80℃下冷冻12 h.之后,转入冷冻干燥机中在真空状态下冷冻干燥24 h至完全脱水,得到胶原网络基质.再将此干燥胶原基质浸入分别浸入不同浓度的1-乙基-3-3-二甲基氨丙基)·碳化二亚胺溶液,将N-羟基琥珀酰哑胺按质量比为1-乙基-3-3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺:N-羟基琥珀酰亚胺=4:1的量加入,以乙撑磺酸为缓冲剂调pH至5.5.经去离予水清洗后在真空状态下冷冻干燥至完全脱水.主要观察指标:胶原交联前后显微结构、缩水温度、膨胀动力学特征以及抵抗降解能力.结果:对胶原交联前后性能的研究表明,交联后胶原分子中自南-NH2官能团转换成N-H官能团,胶原分子内及分子间的氨基链接形成了;当1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二业胺浓度达到2 g/L时,胶原的交联程度达到最大;交联后,胶原的显微结构从交联前的无序状态变成紧密有序的结构,热稳定性、形态稳定性增强,抵抗降解的能力显著增加.结论:采片1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺-和N-羟基琥珀酰亚胺-作为交联剂对胶原进行交联处理,可有效改善胶原作为骨组织工程材料的生物学和物理性能.

Influence of crosslinking on the biological and physical properties of collagen