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丝绸:医疗保健功效特殊
中国是丝绸的故乡.我国养蚕缫丝已有四五千年的历史,蚕丝是中国人的骄傲.近十年来,国际上许多有识之士热衷于丝绸服装,这是"回归大自然"热潮中的一种表现.丝绸服装外观美丽华贵,色泽艳丽,手感柔软舒适,穿着舒适优雅,保温性和保湿性俱佳,更重要的是,它还有良好的医疗和保健作用.内含人体8种"必需氨基酸"丝绸素有"天然纤维皇后"之称,它不同于棉花和木材,它是蛋白质纤维,由丝素和丝胶等蛋白质组成,内含20种氨基酸,其中有8种为人体的"必需氨基酸".丝素中蛋白质含量远高于珍珠,其含氮量比珍珠高几十倍.
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丝素/聚乙烯醇共混膜结构与性能研究
在丝素再生溶液中加入少量聚乙烯醇以改善其性能.添加少量聚乙烯醇能够有效提高共混膜的拉伸强度和断裂伸长率,但材料的溶失率随聚乙烯醇含量的增加而增加.对添加2%的聚乙烯醇的共混膜进行研究,发现丝素与聚乙烯醇间存在一定程度的相互作用,从而诱导丝素构象发生一定程度的变化,红外光谱发现丝素由silkⅠ结晶形态向silkⅡ结晶形态转变;X光衍射图上可以发现新的结晶衍射峰;但聚乙烯醇结构单元简单,与丝素分子间的氢键作用不是很强.
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丝素在骨组织工程中的应用及进展
蚕丝作为缝合线应用于临床已有多年历史,其中的丝素具有良好的生物相容性.丝素可制备成不同性状的新型生物材料如溶液、粉末、薄膜等,用其修复骨缺损的实验研究已相继开展.本文主要对丝素在骨组织工程中修复骨缺损的应用及前景进行了综述.
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小鼠骨髓基质细胞和蚕丝丝素材料的体外生物相容性
目的 研究体外培养的小鼠骨髓基质细胞(BMSCs)与蚕丝丝素材料的生物相容性,寻找BMSCs组织工程化神经的支架材料. 方法 通过贴壁法体外分离、培养小鼠(C57BL/6-GFP小鼠和C57BL/6小鼠)的BMSCs,与丝素共培养,通过光学显微镜和扫描电镜,观察细胞的黏附和生长情况.利用丝素浸出液培养BMSCs后,通过透射电镜观察细胞超微内部结构,用四甲基偶氮唑蓝(MTT)法检测丝素、羟基磷灰石、有机锡浸出液和普通IMDM培养基培养细胞12h、24h、48h、72h、7d的细胞活力,每组重复12次.流式细胞术检测丝素浸出液培养BMSCs的细胞周期及细胞表型,实验重复3次. 结果 通过光镜、电镜观察,发现小鼠BMSCs黏附着丝素纤维、并沿着丝素纤维延伸,一些BMSCs缠绕并包裹丝素纤维,黏附着丝素纤维的细胞有的呈圆,形有的呈梭形.与普通IMDM培养基培养的细胞相比,透射电镜下丝素浸山液培养后的BMSCs内部结构未见异常;丝素和羟基磷灰石浸出液对BMSCs的活力无显著性影响(P>0.05);丝素浸出液对骨髓基质细胞周期和表型无明显影响. 结论 蚕丝丝素与小鼠BMSCs有好的生物相容性,且丝素对BMSCs没有毒性作用,可作为BMSCs构建组织工程化神经的支架材料.
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胶原/丝素电纺纳米纤维膜体外培养肝细胞的研究
本实验采用静电纺丝技术制备胶原/丝素纳米纤维支架,对支架上培养的人肿瘤肝细胞HepG2进行形态学观察、细胞功能和代谢功能检测.胶原/丝素纳米纤维支架以六氟异丙醇(HFIP)为溶剂通过静电纺丝技术制备,5种支架材料胶原和丝素配比分别为10∶0、7∶3、5∶5、3∶7、0∶10.扫描电镜结果显示制备的纤维平均直径在550 ～1100 nm之间,随着丝素含量的增加纤维平均直径增加.细胞培养结果显示HepG2细胞在材料表面生长状态良好并与支架材料紧密结合.随培养时间延长,常规培养组细胞在第5d后逐渐死亡,失去细胞功能,胶原/丝素纳米纤维支架组细胞在4～9d内能够维持稳定状态,其尿素合成、蛋白分泌与常规培养组有明显差别,其中丝素含量为50％组的细胞状态和细胞功能高于其它组.实验表明胶原/丝素纳米纤维支架材料细胞相容性良好,较之常规培养细胞增殖效果明显,维持功能表达时间延长,有望用于改善人工肝生物反应器中的细胞活性,维持细胞功能表达.
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静电纺胶原/丝素复合微纳米纤维的制备及细胞相容性研究
采用静电纺丝技术制备胶原/丝素复合微纳米纤维,对其理化性能进行表征并观察其细胞相容性.以六氟异丙醇(HFIP)为溶剂,将胶原和丝素以100∶0、70∶30、50∶50、30∶70、0∶100的质量比共混进行电纺.制备的五种材料经戊二醛蒸汽交联12 h.采用扫描电镜、红外光谱、X射线衍射、热重分析和拉伸力学性能测试等方法对其理化性能进行表征.材料种植成纤维细胞后,通过扫描电镜和噻唑兰(MTT)比色法观察其细胞相容性.结果显示制备的纤维平均直径在550 ～1 100nm之间,随着丝素含量的增加纤维平均直径增加.交联后纤维的β化程度、结晶度和热稳定性均有一定提高,且随着丝素含量的增加提高越明显;交联后材料的力学性能优于交联前;当丝素含量为70％时,纤维膜的平均断裂强度为(8.70±1.05) MPa,高于其它配比的纤维膜.细胞在材料表面生长状态良好;丝素含量为70％组的细胞粘附和增殖高于其它组,与细胞培养板相比无显著性差异,表明其细胞相容性良好,可望成为一种新型的组织工程支架材料.
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小鼠胚胎干细胞与复合丝素膜的生物相容性研究
探索胚胎干细胞与丝素材料结合的可行性及生物相容性,建立一套在丝素膜上小鼠胚胎干细胞的体外培养体系.通过形态观察、MTT比色法、克隆形成率分析、碱性磷酸酶检测、免疫荧光染色、核型分析等方法,研究丝素膜对小鼠胚胎干细胞的黏附、生长情况、未分化状态的维持、胚胎干细胞特性、遗传、分化等方面的影响.结果显示,两者之间具有良好的生物相容性,丝素膜材料支持小鼠胚胎干细胞的体外无限扩增和未分化特征,并保持其正常核型.证实丝素材料可作为胚胎干细胞结合的良好生物材料.
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再生柞蚕丝素蛋白对人骨髓间充质干细胞体外扩增的支持作用
大量的研究表明家蚕丝素蛋白具有良好的生物相容性.而对于柞蚕丝素蛋白在医用生物领域的研究报道在国内外尚较少.本研究选择再生柞蚕丝素蛋白为研究对象,观察了人骨髓间充质干细胞(hBMSCs)在再生柞蚕丝素膜上的粘附、生长及表面抗原的变化.结果在1h观察再生柞蚕丝素对hBMSCs的粘附力几乎与胶原相同,明显优于家蚕丝素和聚苯乙烯培养板.MTT法检测结果显示在第4d hBMSCs在再生柞蚕丝素膜上的增殖明显高于其他各组.电镜观察结果显示hBMSCs在再生柞蚕丝素膜上能够很好的粘附、生长,细胞间能相互连接形成片状结构.流式细胞仪检测再生柞蚕丝素蛋白对hBMSCs表面抗原的表达亦无明显影响.本研究结果显示再生柞蚕丝素蛋白体外支持hBMSCs的粘附、生长,具有良好的细胞相容性.
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丝素材料的药物吸附释放性能与调控研究
为了了解丝素材料对药物等的吸附释放性能,并探讨对丝素材料的吸附释放性能的调控,用不同离子型化合物作为药物模型,比较了分别用未修饰和经羧基进行酰胺化修饰后的丝素制作成的多孔丝素凝胶对不同离子型的化合物的吸附释放行为.结果表明:经修饰后丝素蛋白质的等电点为pH6.0左右,而天然的为pH4.0左右.未修饰和经修饰的多孔丝素凝胶都随着溶液pH的上升,对阳离子化合物的吸附量增加,释放速度减慢;对阴离子化合物吸附量减少,释放速度加快.但在相同pH下与未修饰相比,经修饰的多孔丝素凝胶所吸附的阳离子化合物的释放速度加快,释放量也增加;所吸附的阴离子化合物的释放速度和释放量则明显降低.用羧基酰胺化修饰的方法,可在一定程度上改变丝素材料对离子型化合物的吸附释放行为.
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RGD抗体的研制和其在丝素膜中的应用
本研究应用双功能偶联剂小分子间苯二甲基二异氰酸盐(m-xylylen-diisocyanate,简称XDI)作桥梁,将短肽RGD(GLY-ARG-GLY-ASP-SER-PRO-LYS)粘附生长因子偶联到卵清白蛋白(Ovalbumin,简称OVA)载体上,对偶联物RGD-OVA经SDS-聚丙烯酰胺凝胶纯化和紫外光谱测定,确定RGD与OVA偶联比为11:1,用偶联物对兔子进行背部小剂量多点免疫注射,诱发出抗RGD抗体,利用得到的兔抗RGD抗体IgG包埋于丝素材料内,并借助抗原抗体的结合力,结合RGD在该丝素膜表面,对这种结合有RGD抗体的丝素膜进行培养血管内皮细胞(Endothelial cell,简称EC)的试验,结果表明,结合有RGD的丝素膜与其对照组相比,细胞数量有显著提高.
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纯镁超声微弧氧化-植酸-丝素复合处理涂层的细胞生物相容性
目的 通过对纯镁超声微弧氧化表面进行植酸及丝素的复合处理,调控纯镁超声微弧氧化的耐腐蚀性和提高细胞生物相容性.方法 实验分为三组,A组纯镁超声微弧氧化,B组纯镁超声微弧氧化-植酸,C组纯镁超声微弧氧化-植酸-丝素.通过SEM扫描电镜观察表面形貌,CCK-8(Cell Counting Kit-8)检测细胞增殖和粘附能力,通过激光共聚焦显微镜检测细胞粘附形态,ALP(碱性磷酸酶)检测细胞碱性磷酸酶活性.结果 B组纯镁MAO-植酸处理后,与A组纯镁MAO表面形态比较,减少了膜层微孔和裂纹,由于丝素蛋白与植酸的羟基发生了氢键及配位键作用,使C组纯镁MAO植酸-丝素较A、B两组更易于成膜,增加生物活性.结论 经过超声微弧氧化-植酸-丝素复合处理后的试件,其生物相容性明显提升,优于其他两组.
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蚕丝素在组织工程研究中的潜在作用
皮肤是人体重要的器官之一.引起皮肤组织缺损的原因很多,有撕裂伤、皮肤病、新生物形成、感染、烧伤和其他创伤等.皮肤缺损或某些疾病导致的皮肤屏障功能缺失,可能造成感染、脱水和组织坏死甚至创伤性休克等不良后果.皮肤由真皮和表皮两层结构组成,皮肤内还存在许多具有各自功能的细胞结构.理想的皮肤替代品应该能替代皮肤结构,具备籍以覆盖创面的功能,促进创面愈合,大限度地恢复皮肤功能.目前已经研制出具有两层皮肤结构的人工皮肤,并已经作为商品在临床得到应用,但它们的结构与天然皮肤还存在差距,还不能真正履行天然皮肤所特有的功能,因此,为了实现覆盖裸露创面和促进创面修复,工程化新型皮肤结构的研制仍是一项重要的工作.研究表明,蚕丝素作为生物材料支架,可以满足重建皮肤结构所希望的要求[1].本文就有关蚕丝素的特性及其在组织工程中的应用综述如下.
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丝素导管修复面神经缺损的实验研究
目的 探讨多孔丝素材料用于面神经缺损修复的可能.方法 以多孔丝素导管修复SD大鼠面神经5 mm缺损,设壳聚糖导管为对照.术后4、6、8周行电生理学检查,2、4、6、8周取材HE及甲苯胺蓝染色组织学检查,以了解神经再生及功能恢复情况.结果 随时间推移,大鼠神经得以成功再生,8周时多孔丝素导管组的再生神经动作电位平均振幅已达健侧的24.9%±5.7%((-x)±s,以下同),与壳聚糖导管组(13.7%±3.4%)比较差异无统计学意义(P=1.125);8周时丝素导管组有髓神经纤维平均计数(62.5±6.3)与壳聚糖导管组(55.3±8.4)比较差异有统计学意义(P=0.016).结论 多孔丝素导管对面神经缺损能起到一定作用,有可能促进和引导神经再生.
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颌下腺细胞与丝素-壳聚糖在体内复合培养的动物实验
目的 探讨在丝素-壳聚糖(silk fibroin-chitosan,SFCS)支架上接种颌下腺细胞后,在大鼠体内构建组织工程化颌下腺的可行性及生物学特性.方法 将36只8周龄SD大鼠分成实验组和对照组,每组各18只.取1～3d龄SD大鼠颌下腺原代细胞培养、传代、细胞来源鉴定后,将第二代细胞标记5-溴-2-脱氧尿嘧啶核苷(5′-BrdU),制备成5×109个/L的颌下腺细胞悬液,将其接种于5 mm×5 mm×5 mm的SFCS上,体外培养1周后将细胞-支架复合物植入实验组,将单纯SFCS支架植入对照组,分别于3、7、14 d处死大鼠后取材,进行大体、组织学、免疫组织化学及扫描电镜观察.结果 大体观察:植入物表面被膜覆盖,周围组织反应较轻.组织学观察:随着培养时间延长细胞数逐渐增多,细胞黏附于材料表面或分散在支架内,聚集成集落、呈岛状排列,分泌粉染的细胞外基质.BrdU免疫组织化学观察:术后3个时间点均存在阳性细胞.细胞角蛋白8( cytokeratin 8,CK-8)免疫组织化学观察:术后3个时间点均存在阳性细胞,随时间延长数目逐渐增多.扫描电镜观察:SFCS呈网状结构,植入初期的颌下腺细胞呈圆形、表面光滑、散在的黏附于SFCS表面或网孔内；随时间延长,颌下腺细胞表面凹凸不平,细胞数目增多,黏附于材料表面并伸出突起,细胞间相互接触.结论 利用SFCS支架接种颌下腺细胞后,可在体内构建组织工程化涎腺样结构,为进一步进行组织工程化颌下腺的研究奠定理论基础.
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两种组织工程支架性能的实验研究
目的对两种组织工程支架的性能进行研究，为寻求更符合组织工程的支架提供实验依据。方法采用二次冻干技术制备CS-SF-TCP及CS支架，采用液体替代法等方法对两种支架的一般性能进行测定，将制备成一定体积的两种支架植入Wistar大鼠的背部，于2、4、6、周取出植入物行组织学染色观察。结果制备的两种支架成白色海绵状物质，孔隙率为70%-80%，孔径值为100-150μm。埋植支架周围皮下组织无充血、化脓等现象,无组织坏死发生,植入部位早期有轻度的炎症反应,后较快消退。植入物表变均被致密的薄层纤维膜包绕。组织染色结果可见支架的表面有细胞附着，两种支架内部孔隙失去连接，有断裂吸收现象。结论单纯CS支架在体内降解过快，CS-SF-TCP支架具有良好的降解性与组织相容性,是一种很有潜力的组织工程支架材料。
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肝组织工程支架评价方法研究
目的:以人肝细胞系HepG2作为种子细胞,建立一种细胞支架评价方法,为肝组织工程筛选合适支架.方法:将HepG2细胞接种在生物可降解聚合物支架--聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)、壳聚糖(3%CS)和丝素(2%SF)上,体外常规培养;采用四唑盐(MTT)比色法、HE染色和尿素氮检测试剂盒对接种在支架上HepG2细胞的生长、分布及功能情况进行检测.结果:培养在3种支架上的HepG2细胞均维持增殖状态,相比之下,丝素支架上的细胞增殖较快,而PLGA和壳聚糖支架上的细胞增殖相对缓慢;培养至第7 d时,组织学检测显示丝素支架上的HepG2细胞分布均匀,教量多;而在PLGA和壳聚糖支架上只能发现少量细胞;细胞功能检测显示丝素和PLGA支架上的尿素合成能力下降缓慢,而壳聚糖支架上的尿素合成能力快速下降.结论:3种支架均具有比较好的生物相容性;相比较而言,丝素更适合作为肝组织工程支架;该方法可用于批量筛选肝组织工程支架.
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缕缕薄丝暑意顿消
进入8月以后,酷暑的威力似乎愈发强劲,就算是稳稳坐着也难敌热浪滚滚,身上总是黏黏糊糊的,非常难受.此时选一款既舒适又吸湿透气面料的衣服为关键,真丝素有"纤维皇后"之称,其独特的魅力一直受到人们的青睐.真丝属于蛋白质纤维,丝素中含有18种对人体有益的氨基酸,可以帮助人的皮肤维持表面脂膜的新陈代谢,使皮肤更加滋润、光滑.
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丝素生物制品甲醇残留量顶空气相色谱法测定
丝素是一种源于蚕丝的天然高分子纤维蛋白质,具有良好的生物相容性,目前应用于组织工程材料领域,如人工皮肤、手术缝合线、药物控释载体等[1].其成型工艺中使用甲醇作为交联固化剂.因此,成品中可能有微量甲醇残留.甲醇在体内有蓄积作用且毒性较大[2],甲醇检验首选方法为气相色谱法,但因甲醇存在于固态的生物制品中,其成分较复杂且不易挥发,故本文参照有关实验[3,4],运用内标法,采用顶空气相色谱法测定丝素生物制品中甲醇含量,建立了一种切实可行的检测丝素生物制品中残留甲醇的顶空气相色谱法.该法简单、方便、灵敏、可靠,完全适用于丝素生物制品中甲醇的检测.现报告如下.
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丝素/褐藻多糖硫酸酯复合膜的理化性质
背景:丝素膜α-螺旋的结构是水溶性的而且不稳定,不能直接作为医用材料,具而β-折叠构象更为稳定.目的:利用褐藻多糖硫酸酯导致丝素膜的构象转变来制备β折叠构象的丝素膜,观察膜的理化件质.设计、时间及地点:生物材料复合膜的理化性质观察实验,于2003-11/2006-08在中科院北京化学所、承德石油高等专科学校化学实验中心完成.材料:褐藻多糖硫酸酯,从海带中提取,在承德石油高等专科学校化学实验中心完成,蚕丝购于中国进出口公司.方法:将丝素溶液和褐藻多糖硫酸酯的水溶液按一定比例混合,静置脱泡后,注入聚乙烯模具内,于25℃.相对湿度65%的环境干燥成膜,当褐藻多糖硫酸酯含量≤20%时,成膜性较好.根据复合膜中褐藻多糖硫酸酯和丝素的质量比0∶100、5∶95、10∶90、20∶80、100∶0,将膜分别标记.主要观察指标:采用红外光谱、X射线衍射、热失重分析表征观察制成膜的理化性质.结果:红外光谱、X射线衍射结果表明,由于褐藻多糖硫酸酯的引入,促使了丝素β-折替构象的形成.丝素从无规线团转变为β-折叠构象归结于丝素与褐藻多糖硫酸酯之间存在着氢键的相互作用.热失重分析表明,具有β-折叠结晶结构的丝素复合膜热稳定性要比无定形丝素膜高.结论:利用褐藻多糖硫酸酯导致丝素膜的构象转变来制备β折叠构象的丝素膜,构象的转变可通过红外光谱、X射线衍射证实.具有β-折叠结晶结构的丝素膜的热稳定性要比无定形丝素膜高.
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肝素化胶原/丝素共混膜的制备及其抗凝血性能
目的:制备一种新型肝素化胶原/丝素共混膜,观察其抗凝血性能.方法:实验于2003-12/2005-04在北京理工大学材料中心实验室完成.①将50 mg胶原溶于0.2 g/L醋酸溶液5 mL中,然后滴加10 g/L肝素溶液0.5 mL,均匀搅拌10 min,得到肝素化胶原.采用EQINOX55型红外光谱仪(美国NICOLET公司)进行结构表征.②将肝素化胶原与丝素溶液共混(质量比为1∶4),加入戊二醛溶液作交联剂,注入聚乙烯模具内干燥72 h得肝素化胶原/丝素膜.测定肝素的标准曲线以及不同戊二醛用量对肝素的结合率和膜的力学性能的影响.③采用体外凝血时间试验评价材料的抗凝血性,包括活化部分凝血活酶时间、凝血酶时间、凝血活酶时间3种凝血时间测定,在COAG-A-MATE-XM型半自动四通道凝血仪(美国Organon Tekinika公司)中进行.结果:①肝素化胶原红外光谱在850 cm-1处出现新峰.②当加入5 g/L戊二醛溶液0.1 mL时,所得共混膜中肝素的结合率为56%,共混膜的断裂强度为45 MPa.③共混膜的活化部分凝血活酶时间、凝血酶时间、凝血活酶时间分别超过150,200,50 s.结论:肝素化胶原与丝素共混膜中的肝素仍保持良好的抗凝血性.从而得到一种性能优良的新型生物材料.
