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胶原蛋白的化学方法交联改性方法介绍

2023.1.12

化学方法比物理方法改性交联度高,且能获得均匀一致的交联,对调节、控制胶原的各性质均有效。已广泛应用于各种化学试剂交联胶原,以提高其交联度、力学性能及生物相容性。化学改性法具体又可分为使用化学试剂交联、侧链的修饰、生理活性物的固定化三种方法。 

化学试剂交联法中常用的化学交联剂有戊二醛、己异二氰酸酯、碳化二亚胺、叠氮二苯基磷等,其中戊二醛是应用最广泛的试剂,大量实验证明:戊二醛能提供有效交联,但有细胞毒性,且其用量难以控制。另外,随着交联度的增加,吸水能力和膨胀度却会降低。酰基叠氮化物、聚环氧化物或京尼平交联等,不会引入明显的毒性,且可获得理想的交联效果。所见报道中,多使用单一交联剂对胶原蛋白交联改性,但也有使用混合交联剂的,如为了解决人工心脏瓣膜晚期钙化问题,筛选出环氧丙烷化学改性戊二醛处理生物瓣的方法,可明显减低瓣膜组织胶原蛋白末端游离羧基含量。动物实验表明,经改性后的瓣膜组织能保持较好的组织稳定性和机械抗张强度、免疫原性测试为阴性,符合临床应用。 

侧链修饰就是对胶原分子侧链的氨基和羧基进行化学修饰,改善电荷分布,使胶原获得新的特性,例如将胶原氨基丁二酰化,可变成负电荷丰富的胶原。与未修饰胶原蛋白相比血小板粘附能,血纤维蛋白形成能都弱,有抗栓性;然而如将胶原羧基甲基化获得的正电荷丰富的胶原,生理条件下血小板粘附能、活化能都高。与交联改性相比,在生物材料领域,利用侧链修饰对胶原改性所做的工作还较少。 

化学方法虽然可获得均匀一致的交联,但存在着引入外源有毒试剂,残留试剂难清除等缺点。一些报道表明,低温等离子体技术改性胶原或胶原复合膜可使材料表面引入不同基团,改变材料表面化学组分和结构,从而改变材料的特性,如使之更具有细胞识别位,提高表面能,改善表面极性等。


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