丝素蛋白水凝胶的降解速率对其表面黏附细胞增殖的影响

采用相分离法分别制备了含蛋白酶和不含蛋白酶的两种丝素蛋白微球,并将这两种微球按不同配比包裹至以钌化物光交联的丝素蛋白水凝胶内部,研究该凝胶降解速率对其表面黏附细胞增殖的影响。通过质量损失法表征水凝胶的降解速率,用扫描电镜和电子万能试验机表征降解速率对水凝胶微观结构和压缩力学性能的影响,通过CCK-8法评估水凝胶降解速率对其表面细胞增殖的影响。研究结果表明:丝素蛋白水凝胶的降解使其表面形貌变得粗糙起伏、并逐渐变硬、变脆,当水凝胶内部包裹的不含酶微球和含酶微球质量比为7∶3时,其表面培养的细胞增殖最快。

丝素蛋白水凝胶的凝胶机理及改性方法研究进展

水凝胶材料由于具备与人体软组织相似的特性而极具医用价值。以丝素蛋白为原料,采用有机溶剂诱导法可将丝素蛋白的凝胶时间由数天缩短到数小时;用碳化二亚胺（EDC）作活化交联剂制备的丝素/胶原复合水凝胶其储存模量可达10k Pa;通过酶催化作用交联形成的丝素蛋白水凝胶植入动物体内后,兼具良好的组织相容性与可生物降解性。本文首先阐述丝素蛋白水凝胶的凝胶机理,然后系统介绍了国内外多种丝素蛋白水凝胶的制备与改性方法及其基础原理,分析了丝素蛋白水凝胶作为新型生物材料在未来的临床医学应用中具有的巨大潜力,并提出了今后该领域需要攻克的基础理论问题与产品临床应用需要解决的技术问题。

光交联自支撑丝素蛋白水凝胶的三维快速成型

将丝素蛋白(SF)光诱导自交联原理与挤出式三维(3D)打印相结合,开发了光交联自支撑SF水凝胶的原位成型加工技术.采用旋转流变仪、光流变测试系统和改装的挤出式3D打印设备等对SF溶液的流变性能、光交联性能和成型加工性能等进行研究.结果表明,SF溶液主要表现为黏性特征,结构强度和稳定性均较差.利用SF的光诱导自交联特性,以三联吡啶氯化钌[Ru(Ⅱ)]和过硫酸钾(KPS)为蓝光引发体系,可实现SF水凝胶的快速光交联成型.SF光交联行为符合指数函数增长模型,因“滤镜效应”,当Ru(Ⅱ)的浓度为0.05 mmol/L时,SF具有最佳的光交联性能.通过调节气压、针头孔径、移动速度及固化速率等参数,采用3D打印设备可实现从单层几何结构到多层三维网络构型SF凝胶材料的高效、精准构建,为SF的生物3D打印提供了新思路.

光交联丝素蛋白水凝胶的蓝光引发体系

针对再生丝素蛋白水凝胶生物活性、凝胶效率及凝胶强度三者难以兼具的问题,用樟脑醌(CQ)、核黄素磷酸钠(FMN)、曙红Y(EY)及姜黄素4种生物相容的光敏剂,分别与二芳基六氟磷酸碘鎓盐(DPI)构成丝素蛋白水凝胶的高效蓝光交联引发体系。借助紫外分光光度计和光差示扫描量热法研究了4种光引发体系的光谱吸收特性和蓝光引发效率,采用光流变系统研究了光交联丝素蛋白的凝胶化行为。结果表明:CQ/DPI、EY/DPI体系均可作为自由基聚合以及丝素蛋白光交联反应的良好蓝光引发体系,该蓝光引发体系诱导丝素蛋白酪氨酸残基自由基间的偶合反应是丝素蛋白光交联反应的主要机制;以EY/DPI体系引发低浓度丝素蛋白光交联反应可在短时间(10 min)内实现较高强度丝素蛋白水凝胶的制备。

CO_(2)点阵激光结合丝素蛋白载积雪草苷水凝胶治疗兔耳增生性瘢痕的实验研究

目的 评估丝素蛋白水凝胶作为一种药物载体的可行性,以及CO_(2)点阵激光协同丝素蛋白载积雪草苷水凝胶(SNF-AC)对兔耳增生性瘢痕的治疗效果。方法 制备SNF-AC并表征;构建兔耳增生性瘢痕模型,按治疗方法不同进行分组:(1) L+SNF-AC组,CO_(2)点阵激光+涂抹SNF-AC;(2)L组,CO_(2)点阵激光;(3)SNF-AC组,涂抹SNF-AC;(4)空白对照组(Control组)。治疗后第7、14天,测量增生性瘢痕厚度,评价血管分布,HE染色观察组织学形态,Masson染色观察胶原纤维排列。结果 SNF-AC与丝素蛋白的表面形貌和流变学行为相似,拉曼光谱特征峰显示丝素蛋白可成功加载积雪草苷。治疗后第7天,瘢痕相对厚度变化值L+SNF-AC组>L组>SNF-AC组>Control组,且L+SNF-AC组、L组和Control组差异有统计学意义。治疗后第14天,L+SNF-AC组瘢痕相对厚度变化值高于其他3组,但各组之间无统计学差异。治疗后第7、14天,L+SNF-AC组血管分布评分显著优于其余3组(P<0.05)。治疗后第14天,HE染色显示L+SNF-AC组增生性瘢痕表面趋于平整,而其余3组增生性瘢痕表面均有不同程度凸起;Masson染色显示L+SNF-AC组和L组的胶原纤维排列整齐,接近正常皮肤,而SNF-AC组和Control组胶原排列紊乱。结论 丝素蛋白水凝胶可作为抗瘢痕药物积雪草苷的有效载体,CO_(2)点阵激光协同SNF-AC有助于降低增生性瘢痕厚度,减少增生性瘢痕的血管分布,是一种有效的增生性瘢痕治疗方法。

泊洛沙姆对再生丝素蛋白凝胶化结构及形态的影响

研究了泊洛沙姆(Poloxamer)对再生丝素蛋白(RSF)凝胶化结构及形态的影响,利用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和热分析(TG-DTA)表征了Poloxamer对RSF凝胶化的影响作用。FTIR、XRD和TG-DTA研究表明Poloxamer与RSF共混后极大的加速了RSF的凝胶化转变,并且随着共混溶液中Poloxamer的相对分子质量越小,所占的共混比例越大,其凝胶化时间越短,但对所形成的水凝胶的结构和形态影响很小。SEM研究表明RSF-Poloxamer凝胶为片层状结构,这是由于其凝胶化过程中大量丝素分子由无规卷曲转变为β-折叠结构所致,随着Poloxamer含量的增加,RSF-Poloxamer凝胶的片层结构变得越来越规整。

丝素蛋白水凝胶中的蛋白构象转变速率对其表面黏附细胞增殖的影响

以辣根过氧化物酶温和介导交联的丝素蛋白(SF)水凝胶为模型材料,采用改变水凝胶交联密度的策略成功实现对水凝胶中蛋白构象转变速率的有效调控。考察了SF水凝胶中的蛋白构象转变速率对其表面黏附细胞增殖行为的影响。结果表明:水凝胶中的蛋白构象转变速率与交联密度呈反相关关系,即交联密度越小,构象转变越快;水凝胶表面的小鼠胚胎成纤维细胞(NIH3T3)增殖与SF构象转变速率大体呈正相关关系,但综合初始交联密度的影响,最终呈现出中等构象转变速率材料上细胞总量相对较少,最快构象转变速率材料上细胞总量相对较多的趋势。