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胶原蛋白止血海绵的研制

作　者: 叶真铭
导　师: 贺金梅
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 胶原提取及纯化工艺交联微观结构止血
分类号: TS251.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

胶原蛋白或称胶原是动物体内含量最丰富的蛋白质，在动物体内起支持、保护、连接等多种作用。目前,胶原已广泛应用于医学医药工业、食品工业、日用化学品工业、生物合成及胶原修饰等领域。本文以牛腱（T）为原料，利用无花果酶（F）和胃蛋白酶（P）提取胶原，重点研究胶原的提取及提纯工艺，实验表明，当提取实验的温度为4℃，物料比分别达到F:T=1:25和P:T=1:10时，胶原的提取效果最好，产率可达到77%左右。采用精过滤、高速离心、盐析及透析等工艺对胶原进行提纯，发现精过滤的效果略好于高速离心，盐析的最佳工艺为：氯化钠浓度3mol/L，盐析时间为36小时，透析的最佳时间应不少于7天。通过红外光谱，紫外光谱及氨基酸自动分析仪将所提取的蛋白质定性为胶原；通过SDS-PAGE凝胶电泳测试出所提取的胶原蛋白分子量大于300kDa，且纯度较高；通过透射电子显微镜观察到了胶原在溶液中的纤维状形态。选择戊二醛为交联剂交联胶原，制备胶原蛋白海绵，通过红外光谱发现所使用的交联剂浓度并没有破坏胶原分子结构，使胶原发生变性；DSC、TG测试表明胶原材料的热收缩温度和分解温度分别上升了13℃和11℃；扫描电镜测试表明经过戊二醛交联后海绵的微孔结构逐渐减少，结构趋于更加规整和致密；测试交联海绵的物理性质发现，交联导致胶原的吸水率及孔隙率下降，对溶出液的pH值影响不大。通过改变海绵制备过程中的溶液酸度、预冻温度、胶原浓度及预冻时间，研究以上参数对胶原海绵微观结构的影响，结果表明，预冻温度及胶原溶液的酸度是影响海绵微观结构的关键因素。选择微观形貌较好的胶原海绵进行动物实验，通过兔耳动脉创伤模型及兔肝脏创伤模型评价其止血性能，发现未交联的胶原海绵止血效果较好，对于兔耳动脉的平均止血时间为148s，出血量为0.77g，对于兔肝脏创伤模型的平均止血时间为202s，出血量为1.72g，止血性能基本接近于标准医用胶原蛋白海绵并略好于标准品，经过戊二醛交联后的胶原海绵止血性能出现一定程度的下降。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-25
  1.1 课题研究的目的和意义  10-11
  1.2 国内外在止血材料方面的研究现状  11-24
    1.2.1 氧化再生纤维素止血材料  11-13
    1.2.2 明胶海绵止血材料  13-15
    1.2.3 壳聚糖类止血材料  15-18
    1.2.4 胶原蛋白止血材料  18-24
  1.3 本课题主要研究内容  24-25
第2章实验部分  25-36
  2.1 实验原料与仪器  25-27
    2.1.1 实验原料  25-26
    2.1.2 实验仪器  26-27
  2.2 胶原的提取与纯化  27-28
    2.2.1 胶原的提取与纯化工艺  27
    2.2.2 胶原上清液的浓度测定  27-28
    2.2.3 不同盐浓度及盐析时间对胶原收率的影响  28
    2.2.4 不同透析时间对胶原纯度的影响  28
  2.3 胶原蛋白的提取率及产率计算  28-29
    2.3.1 胶原的蛋白酶提取率  28-29
    2.3.2 胶原的终产率  29
  2.4 胶原蛋白的理化表征  29-31
    2.4.1 胶原的双缩脲试剂定性分析  29
    2.4.2 胶原等电点析出实验  29
    2.4.3 胶原的红外光谱测试  29
    2.4.4 胶原的紫外光谱测试  29-30
    2.4.5 胶原的常规 17 种氨基酸含量分析  30
    2.4.6 胶原的羟脯氨酸含量测定  30
    2.4.7 胶原分子量的测定  30-31
    2.4.8 胶原的透射电子显微镜测试  31
    2.4.9 胶原的热学性能分析  31
  2.5 胶原的交联及胶原海绵的结构调控  31-33
    2.5.1 胶原的交联及胶原海绵的制备  31
    2.5.2 胶原海绵的理化表征  31-32
    2.5.3 胶原海绵的结构调控  32-33
    2.5.4 胶原海绵的结构表征  33
  2.6 胶原海绵的止血实验  33-36
    2.6.1 实验材料  33
    2.6.2 实验方法  33-34
    2.6.3 实验步骤  34-36
第3章胶原的提取、提纯工艺及表征  36-52
  3.1 胶原提取的工艺  36-38
    3.1.1 不同无花果酶质量配比下胶原的提取  36-37
    3.1.2 不同胃蛋白酶质量配比下胶原的提取  37-38
  3.2 胶原的提纯工艺  38-40
    3.2.1 胶原的提纯方法  38
    3.2.2 胶原的盐析现象及工艺优化  38-39
    3.2.3 胶原的透析现象及工艺优化  39-40
  3.3 胶原的提取率及终产率计算  40-42
    3.3.1 胶原的提取率  40-41
    3.3.2 胶原的终产率  41-42
  3.4 胶原的理化表征分析  42-51
    3.4.1 胶原的双缩脲试剂定性分析  42-43
    3.4.2 胶原的等电点析出实验  43
    3.4.3 胶原的红外光谱测试  43-44
    3.4.4 胶原的紫外光谱测试  44-45
    3.4.5 胶原的常规氨基酸及羟脯氨酸含量测定  45-47
    3.4.6 胶原的分子量测定  47-48
    3.4.7 胶原的透射电子显微镜表征  48-49
    3.4.8 胶原的热稳定性分析  49-51
  3.5 本章小结  51-52
第4章胶原海绵的制备及其止血性能研究  52-70
  4.1 胶原海绵的理化表征  52-59
    4.1.1 胶原海绵外观分析  52-53
    4.1.2 戊二醛交联胶原海绵红外分析  53-54
    4.1.3 戊二醛交联胶原海绵的热学性能分析  54-56
    4.1.4 戊二醛交联胶原海绵的 SEM 分析  56-57
    4.1.5 戊二醛交联胶原海绵的吸水率测试  57-58
    4.1.6 戊二醛交联胶原海绵的孔隙率测试  58-59
    4.1.7 戊二醛交联胶原海绵的溶出液 pH 值测试  59
  4.2 胶原海绵的结构调控  59-65
    4.2.1 不同溶液酸度对海绵微结构的影响  60-61
    4.2.2 不同预冻温度对海绵微结构的影响  61-62
    4.2.3 不同胶原液浓度对海绵微结构的影响  62-63
    4.2.4 不同预冻时间对海绵微结构的影响  63-64
    4.2.5 自制胶原海绵和市售胶原海绵的微观结构比较  64-65
  4.3 胶原海绵的止血性能评价  65-69
    4.3.1 兔耳动脉止血效果评价  65-67
    4.3.2 兔肝脏止血效果评价  67-69
  4.4 本章小结  69-70
结论  70-71
参考文献  71-79
攻读硕士期间发表的论文  79-81
致谢  81

胶原蛋白止血海绵的研制

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