检索历史 清除

摘要胶原是由动物细胞合成的一种生物高分子，具有良好的生物相容性、弱抗原性和生物可降解性等，在生物材料、组织工程与再生医学、生物医药和医疗器械领域应用十分广泛。通常情况下利用胶原直接制备的生物材料热稳定性差，不易控制，因此采用适当方式改善胶原性能是近年来生物可降解材料研究的热点，然而，通过交联等方式获得的胶原，存在交联剂的残留、交联度不均一等缺陷。<br>　　本研究以胶原蛋白的热稳定性研究为基础，考察了羟基化修饰与胶原蛋白热稳定性之间的关系，通过对胶原内部结构的分析，胶原的热稳定性及力学性能主要受三条链之间的相互作用及羟基化修饰影响。研究结果如下:<br>　　1.本研究以不同周龄BN大鼠的皮胶原为研究对象，采用酸提法提取胶原蛋白，凝胶过滤方法精制胶原，胶原蛋白分子量约为300 kDa，正常条件下其直径为1.5 nm，分子线性长度约为300 nm。在凝胶过滤色谱中，胶原为保留时间为10 min的组分。此外对提取的胶原进行表征，采用聚丙烯酰胺凝胶电泳方法对保留时间为10 min的组分进行分子量测定，精制后的胶原电泳图中显示出三条明显的主带，其中分子量为100kDa的条带为胶原蛋白的α链，分子量为200 kDa的条带为胶原蛋白β链，分子量为300 kDa的条带为完整胶原蛋白。结果表明，精制后的胶原其三螺旋结构完整，蛋白结构稳定。<br>　　2.实验考察了羟脯氨酸含量对胶原热稳定性的影响，采用高效液相色谱法对胶原蛋白的氨基酸组成进行分析，色谱条件:ZOBARX-C18反向色谱柱(2.1×150 nm，5μm)，流动相A:0.05 mol/L乙酸钠水溶液，流动相B∶乙腈-水=V/V=1∶1，检测波长360 nm。首先对1、2、4、5、8周BN大鼠皮肤中分离胶原进行测定，通过氨基酸组成分析方法获得不同生长期鼠皮胶原中Hyp含量分别为33.5‰、88.9‰、99.3‰、99.6‰、99.7‰。通过对氨基酸组成分析得到BN大鼠随着生长期的增长，皮肤组织中的羟脯氨酸逐渐升高，后趋于稳定。<br>　　3.采用差示扫描量热仪(DSC)研究了羟脯氨酸(Hyp)含量对胶原热稳定性的影响，测定了不同Hyp含量胶原的临界变性温度以及焓变;采用圆二色光谱(CD)检测提取胶原的二级结构。结果表明，提取胶原在41.3℃发生三螺旋解聚，CD光谱分析结果表明当样品经临界变性温度处理后，部分三螺旋结构转化为无规则线圈结构。胶原变性过程中所需热量与羟脯氨酸含量成正相关，实验建立了胶原热变性过程中焓变与Hyp含量的关系;该研究表明胶原中脯氨酸羟基化修饰是影响胶原热稳定性的关键因素。<br>　　4.应用流变仪对胶原蛋白的粘度进行分析检测，其弹性模量G'随BN大鼠生长期的增长而增大。这是由于G'下降意味着蛋白质结构的变化，当结构发生变化时，胶原蛋白三螺旋结构解聚。