制革废弃物提取的胶原特性及与多糖共混生物膜材料的研究

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1、四川大学博士学位论文制革废弃物提取的胶原特性及与多糖共混生物膜材料的研究姓名：王碧申请学位级别：博士专业：皮革化学与工程指导教师：张铭让;张廷有20030905白一葡甘聚精一软骨素(CKCs)3种迄今未见报道的胶原蛋白一多糖新型共混生物膜。利用红外光谱(FT．IR)、x壤『线衍射(x．RD)等手段表征了共混膜的结构与形念，研究了共混物的相互作用及相容性；并分别测定了共混膜的力学性能、吸水率和热稳定性等物理性能。并采用光电子能谱(xPs)和表面能测试研究了三元共混膜CKCS和CKCs的表面性质；模拟体内

2、生理条件研究了葡甘聚糖胶和三元膜CKCS的体外生物降解性，利用体外细胞培养和动态凝血实验、溶血实验等研究了CKCS和CKCs膜的生物相容性；并通过动物实验考察了膜材料的部分医用性能。4．对C-KGM膜的结构表征和生物学性能研究表明：pH值≤7时，胶原蛋白与葡甘聚糖之间可以任意比例互溶。该条件下共混膜中胶原蛋白与葡甘聚糖之问有较强的相互作用，良好的相容性。经戊二醛交联的胶原蛋白一葡甘聚糖冻干膜其有止血材料所需的多孔结构。C-KGM膜比胶原膜具有更优良的力学性能和更好的热稳定性，但吸水性过强。动物实验表明

3、：交联的冻干膜比明胶海绵具有更好的止血作用，更好的粘附性，一定质量比的胶原蛋白一葡甘聚糖交联冻干膜可达到纯胶原蛋白海绵相近的止血效果，作为一种良好的止血材料，可望在临床上得到广泛应用。5．三元共混膜CKCS和CKCs的结构表征和生物学性能研究(1)结构表征和物理性能测试。结果表明：两种三元膜CKCS和CKCs中葡甘聚糖与胶原蛋白和／壳聚糖或软骨素均具有良好的相容性，膜中3种天然高分予之间存在着静电引力、氢键等强烈的相互作用。CKCS膜和CKCs膜均具有均匀而光滑的截面形貌，冻干的CKCS膜具有适宜细胞

4、生长和增殖的多孔结构。NaOH溶液处理使CKCS膜的吸水性等物理性能和生物学性能得到了显著改善。三元膜CKCS力学性能明显优于二元共混膜胶原蛋白一壳聚糖(ccS)及C．KGM和3种单一聚合物膜．其吸水率较C．KGM、胶原膜和葡甘聚糖膜显著降低了，这更有羊q于生物医学应用；cKcs膜的力学性能和吸水率与二元膜C．KGM和胶原蛋白一软骨素共混膜(C-Cs)，及3种单一聚合物膜比较均有明最改善，但CKCs膜的湿态力学性能较CKCS膜差，吸水性较CKCS膜略强。CKCS膜和CKCs膜均同时具有生物医用材料必备

5、的透水汽性、吸附性和渗透性。DSC和TGA分析均显示：几种膜的热稳定性为CKCS>C-砼GM>C-CSpU川人学博Ij学位论史>壳聚糖(CS)>KGM>CKCs>胶原。(2)表面性质。XPS对胶原含量分别为40％和50％，KGM与CS质量比不同的CKCS．5膜和CKCS．2膜和含软骨素的胶原含量为65％的CKCs_I膜表面的定性、定量分析表明：与胶原膜比较，3种共混膜表面的cmNls和Ols的结合能及半峰宽均发生了改变，CKCS．5和CKCS．2膜表面的C_■Ⅲ2．C_—)H峰在两种膜表面CIs谱中所

6、占比例明显增加，CKCs-I膜表面的C=O和CONH2峰在共混膜的c．s谱中所占比例大大增加，为最高比例峰。3种膜表面碳含量比胶原膜均明^a增加了，而氧、氮含量却明显降低了，CKCs．1膜表面还出现了少量硫元素。表面元素含量的这种变化表明CKCS-5、CKCS．2膜和CKCwl膜表面极性均较胶原膜降低了，而疏水性相应增高了，因此CKCS膜和CKCs膜表面与极性和亲／疏水性相关的吸水性较胶原膜有显著改善，其与极性和亲／疏水性相关的细胞粘附性和生物相容性等也将随之改变，使用效果较未改性胶原膜将有明疆差异。

7、CKCS-5和CKCS-2膜表面XPS很相似，碳、氮、氧含量也很接近，通过接触角计算表面能得出的极化度值也很接近，其相似的表面性质被血液棚容性实验所证实。CKCS_5和CKCS-2的极化度LL--元膜CCS更低，说明CKCS．5和Cl(CSl2有更好的血液相容性。当葡甘聚糖与软骨素质量比一定时，CKCs-l和胶原含量为35％的C}∞s12的极化度均较低，说明CKCs．I和CKCs-2应有较好的血液相容性。(3)生物降解性和生物相容性。体外酶解实验表明葡甘聚糖胶具有可生物降解性，不同配比的CKCS膜在含

8、溶菌酶的生理盐水和胰酶的生理缓冲漪‘腋中均能降解，但在前者中降解更快。对配比完全相同的共混海绵CKCs-5A和共混膜CKCS．5以及加入软骨素的三元膜CKCs．I进行细胞相容性实验表明，与内皮细胞相比．肺癌细胞在CKCS．5A和CKCS．5上的生长速度慢得多。内皮细胞和肺癌细胞在CKCS．5A—I-的生长均比在无细胞猪真皮上更旺盛，其增殖速度也明显高f：无细胞猪真皮，两种细胞在CKCS．5和CKCwl膜上的生长虽比在无细胞猪真皮上稍差，但仍比对照组聚苯乙