欧阳发 明胶在生物医学材料中的应用.doc

学年论文
（课程论文、课程设计）

题目：明胶在生物医学材料中的应用进展
姓名：欧阳发
学号：201004174060
专业年级：10级化工与制药
成绩：
指导教师（职称）：吴飞跃（助教）

2012年12月20日

明胶在生物医学材料中的应用进展
摘要明胶是一种天然的高分子材料，在生物医用材料中具有广泛应用，如创面修复材料、组织修复材料、止血材料、制备缓控释材料、血液代替材料。综述了明胶在生物医学材料中的应用。
关键词明胶，生物医学材料，应用

明胶是由胶原部分水解而得到的一类蛋白质，是已知的用途最广的天然产品之一，具有重要的生物学性质—力学性能高、促进细胞生长、止血、生物相容性和生物降解性。明胶在医药工业、临床医学和临床治疗中有广泛的应用，如可应用于创面修复材料、组织修复材料、止血材料、血液替代材料以及制备控缓释材料等。明胶的用途已经知道的罗列起来似乎是没有止境的，而新的用途仍不断被发现。本文就明胶在生物医学材料中的应用进行综述。
1创面修复
创面修复是整个医学界所面临的最重要、最基本的问题之一，随着分子生物学的发展，创面修复的基础研究已深入到细胞、分子及基因水平。组织工程学的出现,使烧伤创面皮肤移植有了新的突破，即由活细胞应用组织培养方法，以某种方式连接到天然的、人造的或二者混合物构成的基质或支架上，形成人工复合皮，然后进行皮肤移植[1]。人工复合皮不仅能够促进皮肤愈合，而且没有免疫原性，具有来源充足、使用方便安全等优点。因此开发与天然皮肤[2]结构和功能相似的人造生物皮肤，对于救治重度烧伤病人具有非常重要的意义。以明胶[3]为基础制备或合成组织工程材料，特别是用壳聚糖与明胶进行复合是目前生物材料的研究热点之一。如尹玉姬等人将体外扩增的角质形成细胞2次接种于人工真皮结构物上，经过空气界面培养，可在体外构建具有模拟真皮和表皮双层结构的真皮替代物。壳聚糖－明胶双层支架[4]表层的小孔可防止下层成纤维细胞向上生长，也防止表层角质形成细胞落入成纤细胞层面。该支架的致密层虽然隔离了角质形成细胞与成纤维细胞，但同时又允许营养物质和生长因子及生物信便的传递。这说明将成纤维细胞在壳聚糖－明胶支架内培养一段时间后，形成细胞支架结构物，可作为人工真皮。MaoJS等人还证明了透明质酸和壳聚糖－明胶网络复合制成的双层支架也能用作人工皮肤支架[5]。
姜广建、赵沉浮等人[6]也研制出了明胶-壳多糖混合膜，通过实验论证发现明胶－壳多糖膜具有良好的透气率和吸水率，这对于膜吸收伤口渗出液非常有利。加入适量的甘油作为增塑剂和保湿剂，使明胶－壳多糖膜具有良好的透气性、柔韧性和膨胀特性。该膜柔软透明，机械强度适中，且具有止血、减少创面渗出和避免伤口干燥的三重效果，在伤口愈合过程中起到了保护创面的作用。壳聚糖－明胶膜片在动物实验中也有着良好的表现。杨光辉、杨军等人[7]将体外培养的人表皮细胞接种于壳聚糖－明胶膜片（Chitosan-gelatinmembrane，CGM）上构建出了适于移植的人表皮细胞（Epidermalcells，EC）/壳聚糖－明胶膜片（EC/CGM），并移植膜片修复裸鼠背部全厚皮肤缺损，发现人表皮细胞可以在创面存活并继续增殖分化，形成连续的表皮覆盖创面。此研究表明人表皮细胞－壳聚糖/明胶膜是一种理想的组织工程表皮替代物。
2组织修复
骨折和骨缺损是严重的健康问题，现有的骨修复或骨取代材料包括自体移植物、同种异体移植物和各种类型的人工合成材料移植均不甚理想。在骨和关节系统的系统复杂的应力条件下，不仅要求修复材料无毒副作用、有生物安全性，而且必须有足够的力学强度并能与原骨牢固的结合。皮质骨本身为脆性羟基磷灰石(HA)晶粒和柔性胶原原纤维的复合材料。大多数生物陶瓷的刚性比骨大得多，而断裂韧性较差。因此，只有将模量较高的陶瓷如HA与柔性的人工细胞外基质如聚乳酸、胶原、明胶等复合才能使合成材料的力学性能与骨相互匹配[8]。
据此，尹玉姬等人[9]以水为致孔剂采用冷冻干燥法制备了HA/壳聚糖－明胶网络复合支架和β－磷酸三钙(β－TCP)/壳聚糖－明胶复合支架。结果表明，此类支架的生物相容性良好，可以作为骨修复或骨取代材料。
梁东春、左爱军等人[10]探讨了复合重组人骨形成蛋白2(recombinanthumanbonemorphogeneticprotein2,rhBMP-2)的壳聚糖－明胶支架的体外成骨作用，研究表明复合有rhBMP-2的壳聚糖－明胶人工骨支架材料在体外具有良好的诱导成骨能力。这一系列的研究成果都充分地说明了明胶在骨修复的领域有着良好的前景。
明胶不仅可应用于骨修复，而且还可应用于神经修复等。李晓光、杨朝阳等人[11]借助人工神经－胶原导管做载体，连接大鼠坐骨神经10mm缺陷，观察周围神经再生的规律