絲素肽結構與止血性能的研究
發(fā)布時間:2018-06-21 11:58
本文選題:絲素肽 + 分子質量 ; 參考:《浙江理工大學》2015年碩士論文
【摘要】:日常生活中對突發(fā)性事故的急救治療,醫(yī)院里對病人手術過程中的創(chuàng)傷止血,戰(zhàn)爭中對受傷戰(zhàn)士的現(xiàn)場救護,對于傷者局部有效的快速止血非常重要。未受控制的出血已經成為威脅傷員生命,導致突發(fā)事故、醫(yī)療手術或戰(zhàn)場死亡的主要原因?焖儆行У闹寡牧峡纱蠓冉档蛡麊T的死亡率。因此,開發(fā)快速、安全、有效的新型止血材料成為醫(yī)學材料領域的重要研究課題。 絲素蛋白作為從蠶絲中提取的一種天然高分子材料,具有無毒、炎癥反應低、生物相容性良好、可生物降解等特點,廣泛應用于藥物控釋、人造皮膚、人造韌帶以及組織工程等領域。絲素蛋白的水解產物絲素肽,在日用化工、食品加工以及生物醫(yī)藥等領域均有開發(fā)應用,但絲素肽在止血材料的研究應用尚未見報道,F(xiàn)階段對于粉狀止血材料的研究較少,鑒于粉狀止血材料使用及存儲方便,對其深入的研究探討很有必要。 本文采用CaCl2-乙醇-水(摩爾比1:2:8)三元體系、磷酸和氫氧化鈉對脫膠蠶絲進行水解,通過噴霧干燥和冷凍干燥制備不同分子量的絲素肽,對其結構和性能進行測試分析,并用于止血實驗和體外細胞毒性實驗,初步研究并探討了絲素肽的理化性質和止血性能之間的關系,主要研究內容如下: 1.以CaCl2-乙醇-水(摩爾比1:2:8)三元體系為水解溶液,以58℃,68℃,78℃,88℃,98℃五檔水解溫度和1h,3h,9h,24h四種水解時間為不同條件水解脫膠蠶絲,通過噴霧干燥和冷凍干燥制備鹽解絲素肽。采用凝膠過濾色譜(GPC)、傅里葉紅外變換光譜(FTIR)、X-射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)和氨基酸組分分析等測試手段對絲素肽的分子量分布、聚集態(tài)結構、表面形貌及氨基酸組成等進行表征。結果表明,隨著水解溫度的提高和水解時間的延長,絲素肽的分子量降低,絲素肽的聚集態(tài)結構以無規(guī)卷曲為主,存在少量的β-折疊結構,絲素肽粉末形貌以表面褶皺的球囊狀顆粒為主,存在球形顆粒,粒徑隨著分子量的降低變小且更為均勻,主要氨基酸組分包括絲氨酸、甘氨酸、丙氨酸和酪氨酸四種,其組分及含量與水解溫度和水解時間無明顯關聯(lián); 2.以磷酸溶液為水解溶液,設計磷酸濃度、水解溫度和水解時間三因素正交水解實驗,通過冷凍干燥制備酸解絲素肽粉末。采用同樣的測試手段對酸解絲素肽進行性能表征。結果表明,酸解絲素肽的分子量明顯降低,主要分布在3.8~12.6kDa,絲素肽的聚集態(tài)結構為無規(guī)卷曲,絲素肽粉末呈現(xiàn)無規(guī)碎片狀,主要氨基酸組分包括甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸等。 3.以氫氧化鈉溶液為水解溶液,設計氫氧化鈉濃度、水解溫度和水解時間三因素正交水解實驗,通過冷凍干燥制備絲素肽粉末。測試手段同上所述。結果表明,堿解絲素肽的分子量較低,分布集中在3.6~18.9kDa,絲素肽的聚集態(tài)結構為無規(guī)卷曲,絲素肽粉末表面形貌與酸解絲素肽相似,,主要氨基酸組分為天冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸和酪氨酸等。 4.不同水解方法得到的絲素肽的止血性能及體外細胞毒性研究。通過凝血彈性描記(TEG)測試、大鼠肝臟創(chuàng)傷止血模型和體外細胞毒性實驗表征絲素肽的止血性能和生物相容性。結果表明,高分子量鹽解絲素肽具備與Arista相近的止血性能,而低分子量鹽解絲素肽、酸解絲素肽和堿解絲素肽則無顯著的止血性能;各種水解方法制備的絲素肽對細胞的生長繁殖無毒副作用。
[Abstract]:The rapid , safe and effective hemostatic material is an important research topic in the field of medical materials .
Silk fibroin is a kind of natural high molecular material extracted from silk , and has the characteristics of no toxicity , low inflammation , good biocompatibility , biodegradability and the like , and is widely applied to the fields of drug controlled release , artificial skin , artificial ligament and tissue engineering .
In this paper , CaCl2 - ethanol - water ( molar ratio 1 : 2 : 8 ) ternary system , phosphoric acid and sodium hydroxide were used to hydrolyze the degumming silk . The structure and properties of silk fibroin peptides with different molecular weights were prepared by spray drying and freeze drying . The relationship between the physicochemical properties and hemostatic properties of silk fibroin peptide was studied . The main contents of the study were as follows :
The molecular weight distribution , aggregation state structure , surface morphology and amino acid composition of silk fibroin peptide were characterized by means of spray drying and freeze drying .
2 . The acid solution was prepared by orthogonal hydrolysis with phosphoric acid solution as hydrolysis solution , phosphoric acid concentration , hydrolysis temperature and hydrolysis time . The results showed that the molecular weight of the fibroin peptide was obviously reduced , the main distribution was 3.8 - 12.6 kDa , the aggregation state of silk fibroin peptide was random , and the main amino acid component included glycine , alanine , aspartic acid and glutamic acid .
3 . Using sodium hydroxide solution as hydrolysis solution , designing sodium hydroxide concentration , hydrolysis temperature and hydrolysis time three factors orthogonal hydrolysis experiment , and preparing silk fibroin powder by freeze - drying . The results showed that the molecular weight of silk fibroin peptide was lower , the distribution concentration was 3.6 - 18.9 kDa , the aggregation state of silk fibroin peptide was 3 . 6 - 18 . 9 kDa , the morphology of silk fibroin peptide was similar to that of acid - releasing silk peptide , and the main amino acid component was aspartic acid , glutamic acid , alanine and tyrosine .
4 . The hemostatic properties and in vitro cytotoxicity of silk fibroin peptides obtained by different methods of hydrolysis were studied . The hemostatic properties and biocompatibility of silk fibroin peptides were characterized by thromboelastography ( TEG ) test , rat liver trauma hemostasis model and in vitro cytotoxicity experiment .
The silk fibroin peptide prepared by various hydrolysis methods has no toxic or side effect on the growth and propagation of cells .
【學位授予單位】:浙江理工大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:R612;TS106
【參考文獻】
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本文編號:2048536
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