Mechanical Properties of Collagen Biomimetic Films Formed in the Presence of Calcium,Silica and Chitosan

Using eucollagen solutions from ox hide, we cast collagen films to assess the influence of calcium and silica on the reconstitution of the fibrous structure of collagen. The tensile strength and the breaking elongation of the reconstituted collagen films were measured and analysed. Significant differences were observed between reconstituted collagen films with and without calcium and silica. The breaking elongation of the films obtained in the presence of silica was significantly greater, and the degradation was lower than other films of reconstituted collagen. Collagen and chitosan do not exist together as blends in nature, but the specific properties of each may be used to produce in biomimetic way man-made blends with biomedical applications, that confer unique structural, mechanical （detail） and in vivo properties.

没食子酸改性酶解-糖基化胶原蛋白-壳聚糖复合膜的制备及表征

为改善猪皮胶原蛋白(PC)可食性膜的机械性能、耐热性和疏水性较差等问题,本研究将猪皮胶原蛋白进行酶解-糖基化改性处理制备出糖基化胶原蛋白(HG-PC)可食性膜,然后通过没食子酸(GA)对糖基化胶原蛋白膜改性制备复合膜(GA-HG-PC膜)。对比分析PC膜、HG-PC膜和GA-HG-PC膜的机械性能、持水性、水蒸气透过率、颜色、热稳定性及抗氧化性,并通过傅里叶变换红外光谱和扫描电子显微镜表征薄膜结构、纳米粒度及Zeta电位仪测定膜液的粒径和电位。结果表明,GA-HG-PC膜的抗拉强度、断裂伸长率分别较PC膜和HG-PC膜提高121.57%、19.00个百分点和91.52%、14.16个百分点;其水蒸气透过率较PC膜和HG-PC膜下降,耐水性显著改善(P<0.05);GA-HG-PC膜的颜色比PC膜和HG-PC膜更深,透明度下降,热稳定性提高;此外,GA-HG-PC膜的内部结构更加稳定,氢键作用力较强,成膜溶液稳定性提高,其1,1-二苯基-2-苦基肼(DPPH)自由基清除率分别较HG-PC膜和PC膜增加10.49和18.26个百分点(P<0.05)。本研究可为改善PC膜的功能特性提供新思路,拓展其在果蔬、水产品、肉制品及烘焙食品等领域的应用,对开发新型可食性蛋白膜具有一定意义。

Mb-Collagen薄膜电极对O_2,H_2O_2的电化学催化

用循环伏安法研究了肌红蛋白(Mb)在胶原蛋白(Collagen)薄膜电极的电化学行为.研究表明,胶原蛋白具有一定的生物适应性,提供了适合于肌红蛋白与石墨电极之间进行直接电子转移的微环境.Mb-Collagen薄膜的循环伏安峰出现在-0.35 V(vs.SCE)左右,为Mb Fe()/Fe()电对的特征峰.H2O2,O2是许多氧化酶催化反应的产物,具有一定的生物意义.Mb-Collagen薄膜可用于对H2O2和O2的电化学催化还原,使它们的还原过电位显著降低,显示了该体系在构筑新型的基于蛋白质直接电化学的生物传感器方面具有潜在的应用价值.

细菌纤维素/胶原蛋白双层口腔分散膜的制备及性能研究

口腔分散膜(ODF)作为固体给药剂型有顺应性良好、快速起效等优点,然而常规单层ODF崩解快速、无法持续给药,应用范围受制约。设计利用细菌纤维素(BC)和经京尼平(GNP)交联的胶原蛋白(Col)分别为成膜剂,双氯芬酸钠(DS)为模型药物,经溶剂浇铸法制备双层DS口腔分散膜(DS-ODF)。BC层快速释药,Col层因交联崩解缓慢,以对口腔溃疡类疾病达到快速镇痛和持久镇痛的治疗效果。通过正交试验法探究Col层制备过程中Col浓度、GNP添加量和增塑剂柠檬酸三乙酯(TEC)添加量的最优组合配方;主要评价了双层DS-ODF的外观形貌、释药速率、力学性能等。研究结果表明,所制备双层DS-ODF平整光滑、厚度均匀;于模拟口腔唾液中1 min即释放54.8%的药物含量、药物持续释放5 h,既能快速释放药物,又能持续给药;抗拉强度和断裂伸长率分别为50.4 MPa和2.1%;Col经GNP交联结构更加稳定,热分解温度提高至240℃,不受其热变性温度制约,满足后续加工需求。

纤维素纳米晶须提取及其复合膜的制备与表征

以白酒丢糟为原料,采用酸解法提取纤维素纳米晶须(Cellulose nanocrystals, CNCs),将CNCs、胶原蛋白(Collagen, COL)和黄原胶共混制备复合膜.采用单因素及响应面实验确定CNCs的提取工艺,以溶胀性为指标,探讨了CNCs-COL复合膜的制备工艺.利用扫描电镜(Scanning electron microscopy, SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(Fourier transform infrared spectrometer, FT-IR)、X-射线衍射仪(X-ray diffractometer, XRD)及热重分析仪(Thermogravimetric, TG)等对LC、CNCs及复合膜的微观形貌、化学结构、晶型结构及热稳定性进行表征.结果表明,CNCs提取工艺条件为盐酸浓度11%,水解时间110 min,水解温度70℃.所提取CNCs呈规则棒状,具有典型纤维素的红外光谱特征,纤维素晶型为Ⅰ型,结晶度为43.91%,热稳定性优于纤维素;当CNCs与COL质量比1∶10,黄原胶质量分数0.5%,复合温度40℃,复合时间2 h时,CNCs-COL复合膜具有良好的溶胀性,具有较规则的孔隙结构,具有优良的热稳定性.研究结果可为白酒丢糟高值化、无害化转化利用及CNCs-COL基医用敷料的开发提供技术支持.

壳聚糖/普鲁兰多糖/聚乙烯醇/胶原蛋白食品膜的理化性质及结构特征

为了研究壳聚糖(Chitosan,CS)/普鲁兰多糖(Pullulan,LP)/聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol,PVA)/胶原蛋白(Collagen,GL)食品包装膜理化性质及结构特征,该研究以CS、LP、PVA和GL为原料,按一定比例混合,采用流延成膜法制备多元复合膜,测定复合膜的机械性能、水溶性、溶胀率、色度和透光率等指标,并利用红外光谱、X衍射光谱和扫描电镜表征膜的结构。结果表明:CS、LP和CS-LP膜材分别添加到PVA-GL中,复合膜厚度逐渐增加,拉伸强度逐渐降低,而断裂伸长率呈递增的趋势,其中四元膜厚度为142.50μm,抗拉强度为11.21 MPa,断裂伸长率为169.24%;提高复合膜的膨胀率,降低了复合膜的溶解度,四元膜的膨胀率最高,溶解度最低,分别为368.16%,58.64%;色度及不透明度的测量发现,四元膜亮度较亮和色差小的特点,且该膜不透明度最小,为2.28 UA/mm;测量其波长在200~800 nm范围内紫外可见光的透光率发现,该膜具有良好的紫外线阻隔能力;红外光谱、X衍射光谱及扫描电镜分析结果显示,CS和LP能与PVA-GL相互作用,降低CS和LP的结晶度,形成结构致密的均相体系。研究结果为CS/PL/PVA/GL食品包装膜的进一步研究提供了可以借鉴的科学依据。

乙醇/苹果酸强化碳化二亚胺改性胶原膜的研究

作为一种可食用的绿色环保材料,胶原膜被广泛应用于食品包装,但较弱的机械性能限制了其进一步应用。论文探究了碳酰二亚胺在水相(AW-COL)、乙醇/水双相(AW/E-COL)和含苹果酸的乙醇/水双相中(AW/E-MA)对胶原膜的改性效果。结果表明,AW/E-COL和AW/E-MA改性后的胶原膜中形成较多酰胺键,膜的耐水性、耐酶解性、热稳定性、蒸煮性和力学性能明显提高。其中,AW/E-MA改性后,胶原膜干强度和湿强度分别从(92.90±5.21)MPa和(3.21±0.32)MPa提高到(163.36±10.55)MPa和(24.64±4.19)MPa。然而,AW-COL改性对胶原膜性能提升不明显,这可能是膜中酰胺键生成较少且结构受到一定破坏所致。研究表明,AW/E-MA改性后的胶原膜理化性质优异,是一种具有较大应用价值的食品包装材料。

复合新型保鲜膜的制备及对低温草鱼质量的影响

目的 开发一种具有优良理化性能和保鲜效果的新型生物保鲜膜。方法 以普鲁兰多糖和魔芋胶为基材,通过添加不同浓度的鱼胶原蛋白制备新型复合生物保鲜膜,结合其水溶性、透光性和质构性等指标,研究鱼胶原蛋白对复合膜物理性能的影响,并以TVB-N值、pH值、细菌总数和丙二醛含量及汁液流失率为指标,探讨在低温下复合生物膜对草鱼的保鲜效果。结果 鱼胶原蛋白能改善多糖保鲜膜的理化性能,且在其质量分数为3%时的性能最佳;将经不同涂膜处理的草鱼置于4℃下储藏12 d,结果表明,采用质量分数为3%的鱼胶原蛋白涂膜处理可延缓鱼肉的腐败、肉制品中食源性病原菌的滋生及挥发性盐基氮的生成,有效延缓了脂质和蛋白质的氧化变质进程。结论 采用质量分数为3%的鱼胶原蛋白能改善多糖基生物保鲜膜的物理性能和生物性能,显著保持其质构性能,可将草鱼的货架期从4 d延长至9~10 d,该新型复合保鲜膜具有良好的应用价值和开发前景。

茶多酚改性胶原蛋白-壳聚糖复合膜对冷藏斜带石斑鱼的保鲜效果

研究茶多酚改性后的胶原蛋白-壳聚糖复合膜对冷藏斜带石斑鱼的保鲜效果。在4℃冷藏条件下,采用空白对照、胶原蛋白-壳聚糖复合膜、茶多酚改性胶原蛋白-壳聚糖复合膜3种方式处理样品并贮藏20 d,以K值、肌动球蛋白含量、巯基(—SH)含量、Ca^(2+)-ATPase活性以及p H值、硫代巴比妥酸(thiobarbityric acid,TBA)值、挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)值、菌落总数、感官评定值作为研究指标。结果表明:胶原蛋白-壳聚糖复合膜、茶多酚改性胶原蛋白-壳聚糖复合膜处理组斜带石斑鱼的巯基含量、肌动球蛋白含量、Ca^(2+)-ATPase活性和感官评定值均显著高于对照组(P<0.05),而K值、p H值、TVB-N值、菌落总数均显著低于对照组(P<0.05),且茶多酚改性胶原蛋白-壳聚糖复合膜处理组的效果优于胶原蛋白-壳聚糖复合膜处理组,其中3个处理组的TBA值的差异性不显著(P>0.05)。茶多酚改性胶原蛋白-壳聚糖复合膜处理组鱼肉的肌动球蛋白变性和巯基含量降低缓慢、Ca^(2+)-ATPase活性下降受到阻碍、TVB-N值等理化指标变化以及细菌总数生长受到抑制。说明在4℃冷藏条件下,茶多酚改性胶原蛋白-壳聚糖复合膜处理组能有效延缓斜带石斑鱼的腐败变质,保鲜效果更明显。

草鱼鱼鳞胶原蛋白膜的制备工艺

以酸-酶法提取的草鱼鱼鳞胶原蛋白为材料,采用倾注法制备胶原蛋白膜,研究成膜条件、多糖等对鱼鳞胶原蛋白膜(fish scale collagen film,FCF)特性的影响,考察鱼鳞胶原蛋白膜制备条件。结果表明:成膜条件、多糖等对鱼鳞胶原蛋白膜特性有显著影响,适宜的制备工艺条件为成膜温度45℃p、H 5、胶原蛋白与壳聚糖配比6∶4,该条件下胶原蛋白膜的抗张强度为61.27 MPa,断裂伸长率为5.17%。

可食性胶原蛋白成膜技术初探

可食性胶原蛋白膜以胶原蛋白为主要原料,辅以可食性添加剂而成的食用薄膜,可用于糖果、蜜饯、果脯、糕点等的内包装膜。实验采用L9(3)4正交试验设计,筛选出可食性胶原蛋白膜的最佳配方为:胶原蛋白溶液的浓度12%、甘油2%、氯化钙7%,其厚度、透明度与光泽、韧性等均为最佳。

胶原膜、聚乙醇酸/聚乳酸共聚物在组织工程心脏瓣膜支架材料中的应用

目的将活细胞种植于可生物降解的瓣膜支架上,制造出一种组织相容性好,不需抗凝,具有修复能力,且支持患者终生的理想心脏瓣膜。方法胶原膜和聚乙醇酸/聚乳酸共聚物(PGLA)在皮下包埋和种植细胞生长做对照实验。结果胶原膜皮下包埋8周仍保持膜状结构,8～12周完全降解,且生物相容性优于聚乙醇酸/聚乳酸共聚物(PGLA)。结论胶原膜适于组织工程心脏瓣膜支架材料的应用。

多巴胺表面修饰胶原膜促进细胞粘附和增殖的研究

多巴胺已经被广泛地用于材料的表面修饰改性,能够提高材料的生物相容性,赋予材料新的反应活性。为了考察多巴胺表面修饰胶原膜对其机械强度、湿热稳定性、亲水性和生物相容性的影响,对多巴胺自组装表面修饰胶原膜不同时间形成的膜材料进行研究,结果发现,经过多巴胺自组装表面修饰后,胶原保持完整的三股螺旋结构,膜材料的机械强度、湿热稳定性和亲水性均得到提高,而且成纤维细胞更易于在膜上粘附和增殖。

羧甲基纤维素强化胶原纤维膜的制备及其性能分析

基于静电相互作用(离子键、范德华力)的蛋白质-多糖聚合现象成为改良可食膜的重要手段。本实验以酸溶胀胶原纤维(正电性)为基料,研究带负电性的羧甲基纤维素(carboxymethyl cellulose,CMC)对胶原纤维膜性能的影响。结果表明:当CMC添加量(以胶原纤维质量计,下同)过多(大于10%),成膜液发生絮凝甚至分层现象而不能成膜;随着CMC添加量(范围为0%～5.0%)的增加,成膜液ζ-电势显著下降,pH值无明显变化,复合膜表面越来越粗糙,膜厚度增加,透光率显著降低(P<0.05);复合膜拉伸强度和杨氏模量随CMC添加量增加而显著增加(P<0.05),而断裂延伸率显著降低(P<0.05);当CMC添加量达5.0%时,复合膜的水蒸气透过率达到(32.41±0.86)g/(m·s·Pa),阻氧性与膜溶胀动力学性能显著提高(P<0.05);此外,热稳定性分析表明添加CMC能够提高复合膜热稳定性。由此可知,CMC能够通过静电相互作用促进与胶原纤维的结合,提高胶原纤维膜相关机械强度和阻隔性能,从而为可食膜性能提升提供了一种可行手段。

葡甘聚糖-胶原蛋白-壳聚糖共混膜(I)

用溶液共混法制备了葡甘聚糖-胶原蛋白-壳聚糖(KCCS)共混膜。并用FT-IR,X-RD,SEM及透光率表征了膜的结构,同时测试了膜的抗张强度、断裂伸长率、吸水率、透水汽性、渗透性和吸附性。结果表明:共混膜中葡甘聚糖、胶原蛋白及壳聚糖之间存在着强烈的相互作用和良好的相容性,三者共混明显改善了纯聚合物和二元膜的性能。以共混膜为载体培养内皮细胞,发现共混膜具有良好的细胞相容性,预示着共混膜可作为潜在的组织工程支架材料。

可食性胶原包装膜的研究进展

简要描述了可食性包装膜的主要特性 ,并介绍了胶原包装膜的国内外研究进展状况及其功能特性。

胶原、壳聚糖及其共混膜对红细胞的影响

利用原子力显微镜高分辨、低损伤的成像能力,研究比较了壳聚糖膜(CSF)、胶原膜(COF)、胶原/壳聚糖共混膜(COF/CSF)对红细胞的影响。结果显示,壳聚糖膜对红细胞的粘附、聚集作用明显,导致红细胞形态异常甚至碎裂。胶原膜上的红细胞外形不规则,但细胞无碎裂。共混膜对红细胞有一定的粘附作用,对细胞形态的影响程度界于两种单组分膜之间。

碱性成纤维细胞生长因子缓释系统促进颌面部骨折愈合的实验研究

目的:探讨碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)缓释系统加速兔下颌骨骨折愈合的作用和机理。方法:采用32只成年新西兰兔制备下颌骨线形骨折模型,实验组骨折处分别覆盖bFGF/胶原复合膜和bFGF/藻酸钙凝胶,对照组仅涂布50μg bFGF,空白对照组未加任何生长因子和缓释系统。术后2、4、8、12周行组织学和免疫组化检查。结果:bFGF缓释系统实验组骨折处新骨形成明显快于对照组,bFGF在骨折愈合8周后仍有高强度表达,骨折区有大量血管生成;空白对照组2周时bFGF有较弱的表达,4周后bFGF的表达不明显。bFGF/胶原复合膜组和bFGF/藻酸钙凝胶组实验组间成骨速度、血管形成量和bFGF的表达情况无显著差异,胶原的降解速度快于藻酸钙凝胶。结论:bFGF缓释系统能在骨折愈合期间持续释放bFGF生长因子,并加快下颌骨骨折的愈合速度,缩短骨折临床愈合时间,具有理想的临床应用前景。

可降解聚合物在组织工程心脏瓣膜中应用的皮下埋植实验研究

目的 :评价作为组织工程心脏瓣膜支架的聚羟乙酸 聚乳酸共聚物 (PGLA)、聚 β 羟基丁酯 (polyhydroxybu tyrate ,PHB)、胶原膜三种生物可吸收材料的组织相容性和皮下吸收情况。 方法 :本文对照研究三种材料经皮下埋植后 2、4、6、8周和 12周的大体观察及组织学检查。 结果 :胶原膜皮下包埋 8周仍保持膜状结构 ,8～ 12周完全降解 ,组织相容性及皮下吸收情况优于PHB及PGLA。 结论

茶多酚改性胶原蛋白-壳聚糖复合膜工艺优化

以鮰鱼皮胶原蛋白与壳聚糖为原料制备可食用复合膜,用茶多酚进行改性。通过正交试验,考察茶多酚添加量、热处理温度和热处理时间对复合膜性能的影响,以期降低复合膜的水蒸气透过率和增强复合膜的机械性能。结果表明:茶多酚添加量、热处理温度、热处理时间对复合膜的性能影响显著。最佳改性条件为:茶多酚添加量2%、热处理温度80℃、热处理时间30 min。在此条件下,得到的复合膜拉伸强度为(29.39±0.96)MPa,断裂伸长率为(84.22±0.05)%,水蒸气透过率为(0.20±0.01)(g·mm)/(h·m2·k Pa),溶解度为(32.06±1.23)%,透光率为(82.4±1.10)%。