由蛋白质分子构筑的织构复合水凝胶体系

初步查明骨骼肌组织中的蛋白质水凝胶复合元件及其织构复合水凝胶体系的存在性和行为特性。以有关肌组织的生物学及水凝胶材料的化学方面的既往研究结果为求证依据,对于织构复合水凝胶体系假说的合理性进行论证。可以推断:①在肌组织中,某些蛋白质分子(如G-肌动蛋白、肌球蛋白、原肌球蛋白、肌钙蛋白等)分别与水分子结合构成相应的水凝胶复合元件。这些水凝胶复合元件通过特定的组合、排列逐级地构筑一系列多层次的织构复合水凝胶体系:肌丝、肌原纤维、肌细胞、肌束、肌肉。②取自动物肌组织的某些蛋白质水凝胶复合元件具有独立性和可控性。在体外可以由这些蛋白质水凝胶复合元件构筑某种驱动型水凝胶纳米机器。

织构复合水凝胶体系的假说

生物软组织可视为具有多层次结构的织构复合水凝胶体系(TCHS)、以水凝胶复合元件(HCE)为基本的构件(CP),通过一定的组合、排列方式构筑一系列多层次结构的不同软组织。软组织中任何层次的结构单元既可视为织构复合水凝胶体系又可视为构件。任何层次的TCHS中,构件的结构及其组合排列方式决定着该层次单元的功能。以织构复合水凝胶体系的观点考察了真核细胞、角膜和骨骼肌的多层次结构。双层网络水凝胶、皮芯复合水凝胶纤维人工肌肉模型、时空匹配可降解细胞支架等研究成果初步地证明了提出织构复合水凝胶体系观点的合理性。

皮芯复合聚丙烯腈纤维的水解反应过程

借助自由基接枝共聚法在纤维素纤维(CF)表面形成聚丙烯腈(PAN)覆盖层,制取了皮芯复合聚丙烯腈-纤维素纤维(s/cPAN-CF)。在氢氧化钠溶液中将s/cPAN-CF进行水解得到了皮芯复合聚丙烯酸水凝胶纤维(s/cPAA-CF)。运用X射线光电子能谱法(XPS)和红外光谱法(IR)分析了水解反应过程中间产物及最终产物。通过水解生成水凝胶皮层是一个复杂的化学反应过程,它可分为反应速率及产物成分明显不同的三个反应阶段,而芯体纤维(CF)则不发生任何实质性的化学变化。