采用生物酶修飾的明膠與殼聚糖生物材料的研究.pdf

1、天然高分子材料由于具有良好的生物相容性、可生物降解、無(wú)毒、來(lái)源豐富以及可再生等優(yōu)點(diǎn)，因此在生物醫(yī)用材料領(lǐng)域具有十分廣泛的應(yīng)用價(jià)值。然而，一些天然高分子材料在使用時(shí)往往存在著力學(xué)性能、穩(wěn)定性等性能不理想的問(wèn)題，因此對(duì)天然高分子材料進(jìn)行修飾改性，從而提高材料的使用性能具有非常重要的意義。近年來(lái)，采用生物酶進(jìn)行材料修飾的研究引起了研究者的關(guān)注。然而，目前能夠應(yīng)用于高分子材料包括天然高分子或生物大分子材料構(gòu)建修飾（例如形成大分子之間的共價(jià)連接）

2、的生物酶的種類很少，并且關(guān)于此方面的研究工作也十分有限。
　　 本工作開(kāi)展了采用不同的生物酶修飾方法對(duì)明膠和殼聚糖生物材料進(jìn)行修飾的研究，并對(duì)被修飾材料的性能進(jìn)行了測(cè)試和分析，具體如下:
　　 制備了酪氨酸酶修飾的明膠-殼聚糖生物材料，該材料是一種全部由生物大分子制備及修飾的生物材料，即采用蛋白質(zhì)與生物多糖作為本體材料，并采用生物酶作為修飾劑。酪氨酸酶能夠?qū)⒚髂z分子中的酪氨酸基團(tuán)氧化成具有反應(yīng)活性的o-醌類基團(tuán)，這些醌類

3、基團(tuán)可以與殼聚糖分子中的親核基團(tuán)-NH2進(jìn)行反應(yīng)，從而在明膠與殼聚糖分子之間形成共價(jià)鍵連接。采用流變測(cè)試、拉伸試驗(yàn)、溶解試驗(yàn)以及抗菌測(cè)試等方法對(duì)被修飾材料的性能進(jìn)行了分析。結(jié)果表明酪氨酸酶能夠催化明膠和殼聚糖溶液反應(yīng)形成凝膠，經(jīng)過(guò)酪氨酸酶修飾的明膠-殼聚糖生物材料的拉伸強(qiáng)度以及在溶液中的穩(wěn)定性與未經(jīng)酶修飾的明膠/殼聚糖生物材料相比均得到改善;另外，與純明膠相比，該材料對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌具有更好的抑制作用。
　　 同時(shí)采用

4、雙生物酶（微生物轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶和酪氨酸酶）作為修飾劑制備了明膠-殼聚糖生物材料。該方法不僅具有生物酶修飾方法的優(yōu)點(diǎn)，并且由于兩種酶的協(xié)同作用，微生物轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶可以使明膠分子之間形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，而酪氨酸酶可以在明膠與殼聚糖分子之間形成共價(jià)鍵連接，因而有利于改善明膠-殼聚糖生物材料的力學(xué)性能和穩(wěn)定性。此外，由于微生物轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶來(lái)源豐富、價(jià)格便宜，因此同時(shí)采用兩種生物酶作為修飾劑還能夠有效降低成本。流變測(cè)試結(jié)果表明雙生物酶能夠催化明膠與殼聚糖

5、共混溶液反應(yīng)形成凝膠，并且雙生物酶催化生成的明膠-殼聚糖凝膠不發(fā)生可逆的溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變;拉伸試驗(yàn)和溶解測(cè)試結(jié)果表明，與未經(jīng)酶修飾的明膠/殼聚糖生物材料相比，雙生物酶修飾的明膠-殼聚糖生物材料的拉伸強(qiáng)度以及在溶液中的穩(wěn)定性均得到明顯改善;另外，與純明膠相比，該材料顯示出更好的對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌抑制作用。
　　 最后，我們制備了采用微生物轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶修飾的明膠/納米銀復(fù)合材料，希望利用微生物轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶的修飾作用有效改善材料

6、的力學(xué)性能和穩(wěn)定性，利用納米銀具有的優(yōu)異抗菌作用有效提高材料的抗菌性能。測(cè)試結(jié)果表明，微生物轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶能夠催化明膠/納米銀體系形成凝膠;經(jīng)過(guò)酶修飾的明膠/納米銀復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度以及在水體系中的穩(wěn)定性均得到改善;抗菌測(cè)試表明，該材料相比于明膠材料對(duì)金黃色葡萄球菌具有更好的抑制作用。
　　 本工作將為采用酪氨酸酶和微生物轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶作為修飾劑，進(jìn)行明膠和殼聚糖生物材料的制備及修飾研究提供新方法和新思路，所制備的生物材料在人造皮膚