弹性蛋白

弹性蛋白材料在医学领域中的应用摘要：介绍弹性蛋白的结构特性及其在医学中的应用，并结合它作为复合材料的一些应用例子来分析弹性蛋白的作用及其优缺点。关键词：弹性蛋白，交联，生物相容性正文：近年来，弹性蛋白以其良好的弹性和延展性受到国内外的普遍重视。因此，研究弹性蛋白的结构、性质、功能以及改性，一方面有助于更深入地理解弹性蛋白的功能作用，另一方面对研究弹性蛋白在组织工程和其他生物医用材料领域的应用也不无裨益。1.弹性蛋白的结构弹性蛋白是一种高度交联、高度不溶的材料，但是它的单体——原弹性蛋白(tropoelastin)却是水溶性的。原弹性蛋白含有700--760个氨基酸残基，其中95％的氨基酸为非极性氨基酸，如甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸等。原弹性蛋白从细胞中分泌出来后分布到细胞表面，在赖氨酰氧化酶的催化氧化下形成其特有的交联结构而形成弹性蛋白。2.弹性蛋白的特性[1]正是弹性蛋白的这些特殊结构使其有了许多有用的特性：1）由于弹性蛋白中的主要成分是甘、脯氨基酸，因此可形成较宽的-β-螺旋——大量的疏水性氨基酸侧链都在螺旋内部，而亲水性的甘氨酸则在螺旋外部，从而弹性蛋白就具有亲水性、亲脂性、弹性和坚韧性；2）弹性蛋白特殊的结构也使得它不溶于稀酸、碱、醇和盐溶液，仅在一些极性溶剂中出现溶胀现象；3）弹性蛋白的热稳定性也很好，热分解过程发生在220C～380C；4）弹性蛋白的代谢率相当低，经放射性同位素测定，其半衰期约为70年，而且这种纤维状蛋白分子对物理、化学甚至某些酶的攻击有很强的耐受和抵抗能力3.弹性蛋白的应用由于弹性蛋白的那些有用的性质，使得它在医学领域中有着广泛的应用，下面将介绍一下弹性蛋白的一些应用。3.1纯弹性蛋白材料纯弹性蛋白材料可作为支架材料嫁接在血管上：这是因为该材料具有无毒、生物相容性良好的优点，并能有效地调节和重塑宿主细胞的增殖、分化。同时，体外研究证实，该支架材料可实现完全内皮化，有效防止血栓的形成。但是纯弹性蛋白材料却有着致命的缺点，它的极限抗张强度较小，因而容易断裂，为解决这一问题就需要与其它材料复合或对其改性以获得性能更好的材料。下面介绍的弹性—胶原蛋白材料就是这样的一种复合材料3.2弹性蛋白——胶原蛋白材料[2]弹性——胶原蛋白材料是一种复合材料。首先，弹性蛋白赋予了材料以恢复形变的能力，然后胶原蛋白提供张力支持，阻止了材料的破裂，克服了纯弹性蛋白材料抗张强度小的缺点。与单纯的胶原蛋白和弹性蛋白支架材料比较，该复合材料可通过改变弹性蛋白和胶原蛋白的比例来调节其力学性能，而获得满足小血管、心脏血管等不同力学环境要求的材料。此外胶原蛋白、弹性蛋白还能用于构建真皮基质膜。有人进行了这么一个试验，给烧伤的病人的首部移植了弹蛋白性真皮基质膜，3个月后移植区域具有良好的柔韧性，手掌可以全方位的活动，没有水泡或不稳定的伤疤出现。这表明了，胶原蛋白、弹性蛋白基质材料是一种性能很好的体内外损伤修补材料。3.3其它弹性蛋白材料弹性蛋白还可与其它材料复合构建具有良好性能的生物医用材料。下面讲会简要介绍3个例子。第一个例子是弹性蛋白与聚二恶烷酮(Polydioxanone，PDO)复合构成支架材料。首先，他具有聚二恶烷酮的力学性能，再加上，弹性蛋白的弹性和生物相容性使得该支架的性能与天然动脉组织更加相近，且有益于组织重建。然后第二个例子是将海藻酸钠、弹性蛋白、聚乙二醇混合制得多孔复合基体材料[3]。这种基体材料的分级结构有利于受损伤的心肌细胞的修复。最后一个例子是将与小肠粘膜下层结合的弹性蛋白和氰基丙烯酸盐粘合剂用于修补十二指肠的损伤。动物实验证明：这种弹性蛋白补丁材料能够提供一个可靠的屏障来修复十二指肠的损伤，氰基丙烯酸盐粘合荆的作用是使补丁快速紧密地组织融合。参考文献：[1]王晓丽.《弹性蛋白的改性研究》.2007年1月[2]赵晋，李敏.胶原复合支架在血管组织工程中的应用.中国修复重建外科杂志2011年7月第25卷第7期(859-862)[3]程高平.明胶/壳聚糖（海藻酸钠）自组装改性弹性蛋白研究.2011年12月