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丝素蛋白基复合水凝胶的研究进展作者：郭小兰左保齐来源：《丝绸》2020年第06期摘要：絲素蛋白具有优异的易塑形性，使其与其他材料的复合成为可能。
文章详细阐述了丝素蛋白与天然聚合物、化学合成来源聚合物形成复合水凝胶的制备方法、凝胶机制;系统地分析了丝素蛋白与其复合材料形成复合水凝胶后其性能和功能的变化;明确总结了复合后的优势和修饰性目的，并提出现如今存在的问题及丝素蛋白基复合水凝胶今后的研究方向，为进一步研制成型快、多功能、高性能的丝素蛋白基复合水凝胶及推动其在生物医学材料领域中广泛应用提供参考。
关键词：丝素蛋白;复合水凝胶;功能;应用领域;进展Abstract： Silk fibroin has excellent moldability， making it possible to blend with other materials. In this paper， the preparation method and gel mechanism of silk fibroin made into composite hydrogel with natural polymers and chemically synthesized polymers are described in detail. The changes in the properties and functions of silk fibroin and its composites after forming composite hydrogels are systematically analyzed. The advantages and modification purposes of composite hydrogels are clearly summarized. Finally， the paper puts forward the existing problems and future research directions of silk fibroin-based composite hydrogels. It also provides a reference for the further development of fast-forming， multifunctional and high-performance silk fibroin-based composite hydrogels and their wide application in the field of biomedical materials.Key words： silk fibroin; composite hydrogel; function; application field; progress凝胶是一种半固体胶质溶液，而溶液为水的凝胶称水凝胶。
一种丝素蛋白水凝胶敷料及其制备方法和应用与流程丝素蛋白水凝胶是一种新型的高效敷料材料，它具有良好的生物相容性、生物降解性和生物活性。
本文将介绍丝素蛋白水凝胶的制备方法和应用流程。
一、丝素蛋白水凝胶的制备方法丝素蛋白水凝胶的制备方法主要包括以下几个步骤：1.提取丝素蛋白：将鲜丝绸的丝素蛋白经过清洗和脱脂处理后，用一定的溶剂（如三氟乙酸、甲醛等）浸泡，再通过离心、过滤等处理，提取纯净的丝素蛋白。
2.水凝胶的制备：将提取得到的丝素蛋白溶解在适当的溶剂中（如去离子水、甲醇等），并根据需要调整其浓度。
然后，将溶液转移到合适的容器中，并通过辐射、冷冻等方式使其在低温下迅速凝胶化。
3.后处理：凝胶化的丝素蛋白水凝胶经过冰浴、离心等处理后，将胶体形成的块状物体分离，然后经过冻干或冻干-冷冻干燥的方法，得到最终的丝素蛋白水凝胶。
丝素蛋白水凝胶具有多种应用领域，如医药、生物医学、组织工程等。
以下为其应用流程的主要步骤：1.准备丝素蛋白水凝胶：根据需要，将制备好的丝素蛋白水凝胶切割成适当的形状和尺寸。
2.伤口清洁：首先将患处进行局部麻醉并用无菌物理盐水清洗干净。
3.敷料固定：将准备好的丝素蛋白水凝胶敷料放置在伤口处，并使用敷料固定带或胶布等物品将其固定，确保敷料与伤口完全贴合。
4.伤口护理：根据患者伤口情况，每天或每隔一段时间更换敷料。
更换敷料时，先使用无菌物理盐水清洗伤口并用纱布擦干，然后将新的丝素蛋白水凝胶敷料放置在伤口上。
5.观察和评估：定期观察伤口愈合情况，评估敷料的效果。
如有需要，根据医生的建议和患者的情况，调整敷料的频率和使用方式。
6.敷料的更换和去除：当伤口完全愈合后，根据医生的指导，将无菌盐水或生理盐水浸泡在敷料上，逐渐软化和溶解敷料，然后轻轻擦拭干净，最后用无菌纱布进行包扎。
三、丝素蛋白水凝胶的优势和应用前景丝素蛋白水凝胶具有以下优势和应用前景：1.生物相容性：丝素蛋白水凝胶具有良好的生物相容性，不易引起免疫反应和排异反应，适用于各种体质的患者。
丝素蛋白在纺织领域的应用
丝素蛋白是一种来源于蚕茧的天然蛋白质，具有良好的生物相容性和可生物降解性，因此在纺织领域有广泛的应用。
1. 纺织品加工：丝素蛋白可用作纺织品的加工助剂，具有抗皱、抗静电、抗菌等功能。
添加丝素蛋白后，纺织品的手感更加柔软光滑，具有高档质感，并且具有较好的吸湿性和透气性。
2. 纺织品涂层：丝素蛋白可以通过溶液法、胶体法等方式制备成薄膜，然后涂覆在纺织品表面，起到防水、防油、抗UV等功能。
这种丝素蛋白涂层不仅可以提升纺织品的性能，还可以增加纺织品的耐久性和耐洗性。
3. 纺织品功能化：丝素蛋白可以与其他纳米材料、功能性化合物进行复合改性，使纺织品具有特殊的功能性。
例如，可以将丝素蛋白与纳米银颗粒复合，制备出具有抗菌性能的纺织品；将丝素蛋白与碳纳米管复合，制备出具有导电性的纺织品等。
4. 医疗纺织品：丝素蛋白具有良好的生物相容性和可生物降解性，可用于制备医疗纺织品，如缝合线、人工血管、人工皮肤等。
这些医疗纺织品可以在人体内发挥特定的功能，同时具有良好的生物相容性，不会对人体产生不良影响。
总而言之，丝素蛋白在纺织领域的应用广泛，可以改善纺织品的性能和功能，同时具有良好的生物相容性和可生物降解性，对环境友好。
丝素蛋白的应用将会带来纺织产品的巨大发展潜力。
丝素蛋白水凝胶的制备及其在骨再生研究中的最新进展
向凯;任明星;刘丰艺;杨生
【期刊名称】《中国医疗美容》
【年(卷),期】2024(14)4
【摘要】颌面骨缺损是临床上的常见病,大面积的骨缺损不仅影响人们生活质量而且会引发全身健康严重受损,甚至威胁生命,为社会医疗系统增加了沉重负担。
临床
上主要通过骨移植或骨替代物移植来促进骨缺损再生,骨替代物主要包括生物膜、
支架材料、水凝胶等,其中水凝胶作为骨移植替代物修复骨缺损是目前较有前景的
策略。
水凝胶在药物缓释、骨缺损修复及细胞播种和封装等领域已取得了初步成效。
在各种水凝胶材料中,丝素蛋白(silk fibroin,SF)具有优良的生物相容性、可调的生
物降解、较小的免疫原性、优异的机械强度,在骨组织工程中具有较大潜力。
本文
综述了基于丝素蛋白的水凝胶的制备及其在骨组织修复和再生方面的重要研究进展。
【总页数】6页(P130-135)
【作者】向凯;任明星;刘丰艺;杨生
【作者单位】重庆医科大学口腔医学院;口腔疾病与生物医学重庆市重点实验室;重
庆市高校市级口腔生物医学工程重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TS1
【相关文献】
1.再生丝素蛋白载银抗菌纳米纤维水凝胶的制备及抗菌性能研究
2.聚乳酸-纳米羟基磷灰石-丝素蛋白引导骨再生膜的制备及表面特征
3.再生丝素蛋白水凝胶的制备与改性
4.丝素蛋白/氨基氧化石墨烯复合水凝胶的制备及性能研究
5.电沉积法制备丝素蛋白基水凝胶及其释药性能研究
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生物医用材料期末知识点整理（2013）一、概念1、生物材料：用于与生命系统接触和发生相互作用的，并能对其细胞、组织和器官进行诊断治疗、替换修复或诱导再生的一类天然或人工合成的特殊功能材料，亦称生物材料。
2、生物材料的生物相容性：材料在宿主的特定环境和部位，与宿主直接或间接接触时引起适当的宿主反应和材料反映的能力，即能够被生物体或其组成单位接受或容纳的能力，材料与生物体之间相互作用后产生的各种生物、物理、化学等反应的一种概念。
生物相容性分为细胞相容性、组织相容性、血液相容性、分子生物相容性。
（生物相容性是生物材料研究中始终贯穿的主题。
）3、组织工程：是应用工程学及生命科学的原理及方法，在正确认识哺乳动物正常及病理两种状态下组织结构与功能关系的基础上，研究、开发生物性代替物，以修复、重建或增进因创伤、疾病或老化而损坏的组织的工程。
这一学科的应用领域直接与临床医学和人类健康密切相关，是再生医学的一个分支。
4、聚合物分子量：重复单元的分子量与重复单元数的乘积；或结构单元数与结构单元分子量的乘积。
5、聚合物的玻璃化温度：当非晶态聚合物从玻璃态到高弹态之间的转变称为玻璃化转变温度。
在高聚物发生玻璃化转变时，许多物理性能特别是力学性能会发生急剧变化，材料从坚硬的固体变成柔性弹性体；玻璃化转变是一个有着重要的理论意义和实际意义的性质；T g是聚合物作为塑料使用的最高温度，橡胶使用的最低温度。
6、生物材料的生物降解：指材料在生物体内通过溶解、酶解、细胞吞噬等作用，在组织长入的过程中不断从体内排出，修复后的组织完全替代植入材料的位置，而材料在体内不存在残留。
7、生物材料的拓扑结构：生物材料微纳米级的物理结构（粗糙度、孔洞的大小及其分布、沟槽的深度宽度、纤维的粗细）接触诱导即细胞根据下层材料表面的拓扑形貌而取向生长。
8、纳米生物材料：纳米生物材料是指用于对生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的新型高技术纳米材料，在1~100纳米的尺度里。
丝素蛋白用途
丝素蛋白的用途
丝素蛋白（silk protein）是一种廉价，环保型的蛋白纤维素，它拥有出色的机械性能，质地轻盈，而且柔软，容易染色、印花和烫金等加工，从而被广泛应用在服装、鞋类、家居饰品等产品上。
由于丝素蛋白的特殊性，它具有独特的用途。
1.服装：丝素蛋白可用于生产高档服装，因为质地轻盈，舒适性好，并具有高度柔软性和弹性，可以有效提高穿着感。
2.家居装饰：由于具有轻质的特点，丝素蛋白可以用于家居装饰，如制作拉网、窗帘、挂墙装饰物、床单等。
3.家纺：丝素蛋白可用于生产高档家纺，其吸湿性和抗菌性得到提升，可以延长其使用寿命，给消费者带来舒适的睡眠感受。
4.鞋类：由于具有轻质的特点，丝素蛋白可以用来制作鞋子，具有良好的透气性，耐磨性和柔软性，可以有效保护脚部健康，为消费者提供舒适的穿着体验。
总而言之，丝素蛋白作为一种新型的蛋白纤维素，具有轻质、耐磨、柔软、易染色等优良特点，可以广泛应用于服装、鞋类、家居装饰、家纺等领域，为消费提供便捷舒适的产品。
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蛋白质水凝胶的
蛋白质水凝胶是一种由蛋白质形成的凝胶状物质，通常在水中形成。
这种凝胶具有一定的稳定性和弹性，并且常用于生物科学研究和医药领域。
蛋白质水凝胶的形成主要依靠蛋白质的特殊结构和相互作用。
蛋白质分子可以通过非共价键或共价键进行聚集，形成凝胶网络。
非共价键包括氢键、离子键和疏水相互作用等，而共价键则需要外界化学反应的参与。
蛋白质水凝胶在生物科学研究中具有广泛的应用。
例如，它可以用于细胞培养的三维支架材料，模拟体内组织环境；也可以作为药物输送系统，将药物包裹在凝胶中，实现缓慢释放；此外，蛋白质水凝胶还可以作为生物传感器、仿生材料等领域的重要基础材料。
总之，蛋白质水凝胶是一种由蛋白质形成的凝胶状物质，具有广泛应用的潜力，在生物科学研究和医药领域发挥着重要作用。
再生丝素蛋白纤维用途广泛，主要有以下几类：
纺织领域：由于丝素蛋白具有良好的延展性和强度，它被广泛用于制造高品质的丝绸。
丝绸是一种天然纤维，具有柔软、光滑和透气等特点，被广泛用于服装、家居用品和工艺品等方面。
丝素蛋白的使用可以提高丝绸的质量和性能，使其更加适合各种用途。
生物医学领域：由于丝素蛋白的生物降解性和生物相容特性，人体不会对丝素蛋白产生免疫排斥反应，因此，丝素蛋白基生物材料可以制成各种形式，如薄膜、垫子、人造纤维、海绵、水凝胶、纳米颗粒、3D结构生物材料等，用于软骨、韧带、肌腱、皮肤和伤口组织的再生修复。
此外，丝素蛋白还可以用于制造化妆品、保健品、生物材料、医药用品等。
总之，再生丝素蛋白纤维具有广泛的用途，可以在多个领域发挥其独特的优势。
医用丝素蛋白材料标准医用丝素蛋白材料是一种新型生物材料，广泛应用于医疗领域中。
其主要特点是具有良好的生物相容性、可降解性和生物活性，并且具有优异的力学性能和稳定性，能够在人体组织内起到修复和重建功能。
本文将从医用丝素蛋白材料的概述、制备方法、性能特点、应用领域和市场前景几个方面进行论述。
一、医用丝素蛋白材料的概述医用丝素蛋白材料是由蚕丝素蛋白（sericin）衍生而来的一种生物材料。
蚕丝素蛋白是蚕丝中的一种天然蛋白质，具有多种生物活性，如抗菌、促进伤口愈合等。
通过一系列的生物工程技术，可以从蚕丝中提取出蚕丝素蛋白，并经过纯化和改性处理得到医用丝素蛋白材料。
这种材料具有很高的纯度和无菌性，可以避免传统材料的生物相容性和免疫反应问题。
二、医用丝素蛋白材料的制备方法医用丝素蛋白材料的制备方法主要包括提取、纯化和改性三个步骤。
首先，将饲养蚕茧洗净，去除外层蚕丝，并将内层蚕丝剪成小片。
然后，用酸、碱等溶剂进行提取，将蚕丝素蛋白溶解出来。
接下来，通过离心、过滤等方法去除杂质，得到初步纯化的蚕丝素蛋白。
最后，对纯化的蚕丝素蛋白进行改性处理，如交联、复合等，得到医用丝素蛋白材料。
三、医用丝素蛋白材料的性能特点1.生物相容性：医用丝素蛋白材料具有良好的生物相容性，不易引起排斥反应，与人体组织的相容性较好，可以有效降低手术并发症的发生率。
2.可降解性：医用丝素蛋白材料可以在人体内逐渐降解代谢，并释放出水和二氧化碳等无害物质，不会对人体造成损害。
3.生物活性：医用丝素蛋白材料具有一定的生物活性，可以促进伤口愈合、抗菌消炎等功能，有助于提高手术成功率。
4.力学性能：医用丝素蛋白材料具有良好的力学性能，可以根据不同的临床需求设计制备不同形状和尺寸的材料，符合手术要求。
5.稳定性：医用丝素蛋白材料具有较高的稳定性，可以在不同的生理环境下保持材料的完整性和功能性。
四、医用丝素蛋白材料的应用领域1.修复和重建组织：医用丝素蛋白材料可以用于骨折和骨缺损修复、软组织缺损修复、皮肤损伤修复等。
浅谈丝素蛋白的性能及在医学领域的应用摘要：本文首先对丝素蛋白进行了概述，然后分析了丝素蛋白的性能，最后阐述了丝素蛋白在医学领域的应用。
关键词：丝素蛋白；生物相容性；医学应用1、丝素蛋白的概述丝素蛋白，是从蚕丝中提取的天然高分子纤维蛋白，含量约占蚕丝的70%～80%，含有18种氨基酸，其中甘氨酸、丙氨酸和丝氨酸约占总组成的80%以上。
丝素本身具有良好的机械性能和理化性质，如良好的柔韧性和抗拉伸强度、透气透湿性、缓释性等，而且经过不同处理可以得到不同的形态，如纤维、溶液、粉、膜以及凝胶等。
丝素蛋白产品的优点：(1)与其他天然纤维和许多高性能合成纤维相比，有独特的力学性能；(2)在外科领域的应用有较长历史；(3)通过不同处理方法获得膜或其他形态，工艺相对简单；(4)通过某些氨基酸的氨基和侧链的化学修饰较容易地改变表面性能；(5)在体内外可缓慢降解；(6)对生物体无危险性。
2、丝素蛋白的性能2.1丝素蛋白的生物降解性丝素蛋白可降解吸收，但需时较长，因为蛋白质水解反应通常由一种异体反应控制，而吸收速率与移植点、机械环境、健康状况、生理特点、种类及丝素纤维直径有关。
2.2 丝素蛋白的生物相容性生物相容性是指材料与人体之间相互作用产生各种复杂的生物、物理及化学反应。
植入人体的生物材料必须无毒、无致敏性，对组织、血液和免疫等系统不产生不良反应。
去除丝胶的丝素蛋白纤维不会引起T细胞调节的体内应答，可以支持细胞黏附、分化和组织形成。
2.3 丝素蛋白与细胞培养通常将材料置于细胞生长环境中，观察细胞在材料表面或内部的附着速度、增殖以及细胞形态，以判断材料在细胞环境下是否适应。
作为构成软骨、筋膜、细胞间质等的胶原蛋白，是人体内含量最多的蛋白质，生理性质和材料性能独特，具有较低抗原性、良好细胞适应性和增强皮肤代谢作用等，广泛存在于皮肤、骨骼与结缔组织中。
丝素蛋白具有类似胶原蛋白的性质，能促进细胞生长。
丝素蛋白因含有细胞结合结构域，利于细胞粘连，可作为胶原蛋白的替代品。
一种丝素蛋白水凝胶敷料及其制备方法和应用与流程一种丝素蛋白水凝胶敷料及其制备方法和应用与流程概述随着医疗技术的发展，水凝胶材料在创伤愈合和皮肤修复领域中得到广泛应用。
本文介绍了一种新型的丝素蛋白水凝胶敷料的制备方法和应用流程。
制备方法1.原料准备：–丝素蛋白：采用天然蚕丝或人工合成的蛋白质，经过提取和精制得到。
–溶剂：选择合适的溶剂，在其中将丝素蛋白溶解。
–交联剂：添加适量的交联剂，在水凝胶形成时起到固定结构的作用。
2.丝素蛋白溶液的制备：–将一定量的丝素蛋白加入溶剂中，通过搅拌或加热使其均匀溶解。
–调整溶液的浓度和粘度，以达到所需的水凝胶性能。
3.交联过程：–将适量的交联剂加入丝素蛋白溶液中，搅拌均匀。
–将混合溶液制备成薄膜或其他形状，并在特定的温度和湿度下进行交联。
4.水凝胶敷料的制备：–将交联后的丝素蛋白水凝胶薄膜切割成所需大小和形状的敷料。
–进一步处理敷料，如消毒、干燥和包装，以获得符合卫生标准的最终产品。
应用与流程1.准备工作：–打开包装，取出丝素蛋白水凝胶敷料。
–清洁受伤部位，保持干燥。
2.敷料应用：–将丝素蛋白水凝胶敷料轻轻平铺在受伤部位上。
–确保敷料与伤口充分接触，并覆盖其周围健康皮肤。
3.固定敷料：–使用医用胶带或绷带固定丝素蛋白水凝胶敷料。
–确保敷料牢固固定，无松动。
4.愈合观察：–定期观察伤口愈合情况。
–如有异常，请及时就医。
5.敷料更换：–根据医生或护士的建议，定期更换丝素蛋白水凝胶敷料。
–清洁受伤部位后，使用新的敷料进行覆盖。
6.完成治疗：–当伤口完全愈合，停止使用丝素蛋白水凝胶敷料。
–保持伤口干燥，并注意日常保健。
结论通过本文介绍的制备方法和应用流程，可以制备出一种丝素蛋白水凝胶敷料，并成功地应用于创伤愈合和皮肤修复领域。
该敷料具有良好的生物相容性和生物降解性能，可促进伤口愈合和组织再生。
希望这种新型敷料能为患者的康复提供更好的支持。
制备方法•原料准备：采用天然蚕丝或人工合成的丝素蛋白，提取和精制得到纯净的丝素蛋白。
一种丝素蛋白水凝胶敷料及其制备方法和应用与流程丝素蛋白水凝胶是一种基于天然蛋白质材料制备的高度生物相容性敷料，具有优异的吸水性、柔韧性和生物降解性。
它在伤口愈合、创面修复、组织工程等多个领域具有广泛的应用前景。
本文将介绍一种丝素蛋白水凝胶敷料的制备方法和应用流程。
一、丝素蛋白水凝胶敷料的制备方法制备丝素蛋白水凝胶敷料的方法主要包括以下几个步骤：1.蛋白提取与净化：从动物丝腺中提取天然丝素蛋白，并通过透析等方法进行净化，得到高纯度的丝素蛋白溶液。
2.溶液调节：将丝素蛋白溶液调节至适宜的浓度，并加入适量的缓冲液、交联剂和改性剂，使得溶液具有良好的凝胶形态。
3.凝胶化：将调节后的溶液放置在适宜的温度和湿度下，通过自发的交联反应形成水凝胶。
可以利用浸泡、滴注、喷射等方法制备不同形状和尺寸的凝胶敷料。
4.固化和固化：将形成的水凝胶敷料进行固化处理，使其保持形状和力学性能。
可以通过冷冻干燥、热固化、紫外线辐射等方式进行固化。
5.包装和储存：将固化的丝素蛋白水凝胶敷料进行包装，防止受到外界污染和湿度的影响。
可以将其存放在阴凉干燥处，避免阳光直射。
丝素蛋白水凝胶敷料具有良好的生物相容性和生物降解性，因此在伤口愈合、创面修复和组织工程等领域具有广泛的应用前景。
1.伤口清洗：首先，将丝素蛋白水凝胶敷料用温生理盐水进行清洗，去除杂质和残留的污垢。
2.敷料贴合：将清洗后的敷料在伤口上贴合，确保敷料覆盖整个创面，并保持湿润。
3.伤口保护：敷料可形成薄膜状的保护层，防止外界细菌、灰尘等物质进入伤口，起到保护作用。
4.润湿和吸水：丝素蛋白水凝胶敷料具有良好的润湿性，可吸收创面渗出液，保持创面湿润，有利于伤口愈合。
5.修复和促进愈合：丝素蛋白水凝胶敷料含有丰富的氨基酸和生物活性物质，可促进细胞增殖、分化和新生组织的形成，加速伤口愈合，减少疤痕形成。
总结起来，丝素蛋白水凝胶敷料的制备方法主要包括蛋白提取与净化、溶液调节、凝胶化、固化和固化、包装和储存等步骤。
丝素蛋白用途
丝素蛋白是一种重要的蛋白质，具有多种用途。
它在医药、化妆品、食品和纺织等领域都有广泛的应用。
在医药领域，丝素蛋白被用作药物载体，可以帮助药物更好地传递到靶细胞，提高药效。
此外，丝素蛋白还可以用于修复组织，促进伤口愈合，对皮肤有保湿和抗氧化的作用。
在一些生物医学领域，丝素蛋白被用于制备生物支架，用于组织工程和再生医学研究。
在化妆品领域，丝素蛋白常被添加到护肤品中，具有保湿、滋养和修复皮肤的功效。
丝素蛋白可以形成一层保护膜，防止水分流失，使肌肤更加光滑细腻。
此外，丝素蛋白还可以修复受损的角质层，改善肌肤弹性和紧致度。
在食品领域，丝素蛋白被用作食品添加剂，可以提高食品的口感和质地，增加食品的营养价值。
丝素蛋白还可以用于制备各种营养保健品，如蛋白粉、蛋白棒等，可以满足人们对蛋白质的需求，促进身体健康。
在纺织领域，丝素蛋白被用于制备高档丝绸等纺织品。
丝素蛋白具有优异的弹性和柔软性，可以制成各种服装、床上用品和家居用品，深受消费者喜爱。
此外，丝素蛋白还可以用于制备仿生纤维，具有较好的生物相容性，可用于医疗敷料、人工血管等领域。
总的来说，丝素蛋白具有多种用途，广泛应用于医药、化妆品、食
品和纺织等领域。
随着科技的发展和人们对健康的重视，丝素蛋白的应用前景将更加广阔，为人类带来更多的健康和美丽。
再生丝素蛋白水凝胶邓春闽;左保齐【摘要】本文综述了再生丝素凝胶的结构与性能，概述了目前对丝素凝胶的改性，以及在应用方面的相关研究进展。
【期刊名称】《现代丝绸科学与技术》【年(卷),期】2012(027)006【总页数】4页(P249-252)【关键词】丝素;凝胶;结构;改性;生物材料【作者】邓春闽;左保齐【作者单位】苏州大学纺织与服装工程学院,江苏苏州215021;苏州大学纺织与服装工程学院,江苏苏州215021【正文语种】中文【中图分类】TS202丝素蛋白由家蚕体内壁上的内皮细胞合成、分泌而成，是从蚕丝中提取的一种天然蛋白质，富含甘氨酸（G1y）、丙氨酸（Ala）和丝氨酸（Ser）等20种氨基酸［1］。
家蚕丝蛋白其用作手术缝合线材料已有几百年历史，作为生物材料的优异性能，已得到临床应用的验证。
蚕丝不仅具备良好的生物相容性、可降解性和机械性能，而且易于加工成各种形态的材料，也能对其化学或生物学改性以适应更加广泛的生物医学应用。
丝素凝胶是蛋白材料的一种重要形态，由丝素溶液制得，具有柔软性、可塑性且对于气体、低分子物质或者一些高分子物质还具有透过性，是制备人工皮肤、隐形眼镜、药物缓释载体、酶固定化载体、细胞培养支架等生物及医用材料的较好选择。
但是，目前丝素凝胶主要被用于软组织用材料，用简单方法制备的丝素凝胶比较脆弱。
因此，提高材料的力学性质和功能性是丝素凝胶材料真正实现实用性的一个重要关节。
本文将对丝素凝胶的形成，结构，性能及改性进行简单介绍，并总结它们在生物医学领域的研究现状。
1 丝素水凝胶的简介1.1 丝素水凝胶的形成机理丝素蛋白在浓度为5%时可以被制成凝胶，其重链是由内部的7个疏水链段和7个更小的亲水链段构成，在链的末端是两个大的亲水链段。
丝蛋白中79%是疏水性残基，疏水性残基的重复序列含Gly－Ala－Gly－Ala－Gly－Ser多肽，导致丝蛋白纤维或膜中的结晶区中β折叠构象的形成，从而丝蛋白在水中不溶，疏水区域的物理作用最终导致凝胶［2，3］。
丝素蛋白在生物材料领域的应用丝素蛋白(Silk protein)是一种由昆虫和蜘蛛等生物制造的蛋白质，具有优秀的结构特性和生物相容性，因此在生物材料领域有着广泛的应用。
丝素蛋白可以被提取和改性，用于制备各种功能性生物材料，如支架、薄膜、纳米颗粒等。
本文将重点介绍丝素蛋白在生物材料领域的应用。
1.支架材料丝素蛋白具有优良的生物相容性和生物降解性，因此非常适合用于开发重建组织和器官的支架材料。
丝素蛋白支架可以提供生物活性基质，促进组织细胞的生长和分化，并在组织再生过程中逐渐降解。
目前已经有许多研究使用丝素蛋白制备支架材料，用于修复软骨、骨骼、皮肤、神经组织等。
2.载药系统丝素蛋白的结构可以被改良，以实现药物的稳定储存和控制释放。
丝素蛋白可以通过交联、脱色和修饰等方法进行改性，以调控药物的释放速率和性质。
利用丝素蛋白作为载体，可以制备出控制释放药物的纳米颗粒、微球和纤维等载药系统。
这些载药系统可以通过组织工程技术用于治疗癌症、感染和其他疾病。
3.生物传感器丝素蛋白的特殊结构和功能也使其成为生物传感器的理想材料。
丝素蛋白可以通过调控其丝素颗粒的大小和形状，来实现对生物分子的高灵敏度和快速检测。
利用丝素蛋白制备的生物传感器可以用于检测生物标志物、环境污染物和食品安全等领域。
4.组织工程丝素蛋白作为一种天然的生物材料，具有优异的生物相容性和生物可降解性，是制备组织工程支架的理想选择。
丝素蛋白可以被用于制备人工皮肤、血管、骨骼和软骨等组织工程产品。
丝素蛋白支架可以为细胞提供适宜的生长环境，促进细胞增殖和分化，并逐渐降解为细胞所分泌的基质。
5.生物包膜丝素蛋白可以制备成薄膜，用于保护和修复生物表面。
丝素薄膜具有较好的机械性能和生物相容性，可以作为生物包膜用于修复受损的皮肤、软骨和神经组织等。
丝素蛋白的天然结构也可以通过改性来实现对特定生物环境的响应，例如调控溶解温度或受体识别能力。
总之，丝素蛋白作为一种天然的生物材料，具有独特的结构和优良的性能，在生物材料领域有着广泛的应用前景。
丝素基水凝胶导电材料
在生物医学领域，丝素基水凝胶导电材料可以用于组织工程、药物释放和生物传感器等方面。
由于丝素的生物相容性，这种材料可以被用作支架来促进组织再生，同时导电性能使其可以被用来制作生物传感器，用于监测生物体内的生理参数或者药物浓度。
在柔性电子领域，这种材料可以被用来制作柔性电极、柔性传感器等，应用于可穿戴设备、柔性显示器等领域。
在传感器领域，丝素基水凝胶导电材料由于具有优异的生物相容性和导电性能，可以被用来制作生物传感器、环境传感器等，用于监测生物体内的生理参数或者环境中的某些化学物质。
除了以上提到的应用领域，丝素基水凝胶导电材料还具有许多其他潜在的应用，比如在柔性电池、人工肌肉、智能纺织品等方面都有着广阔的应用前景。
总的来说，丝素基水凝胶导电材料是一种具有很多优秀性能和潜在应用领域的新型材料，未来在各个领域都有望得到广泛的应用。
丝素蛋白的相关性质与用途丝素蛋白，是从蚕丝中提取的天然高分子纤维蛋白，由蚕茧缫丝脱胶而得到,来源丰富,是一种无生理活性的天然结构性蛋白。
而蚕丝是由70％～30％的丝胶蛋白和70％～80％的丝素蛋白以及极少量的色素、碳水化合物等构成的。
其中，丝胶蛋白是一种高分子量的球蛋白，其分子结构的支链上亲水基含量较高，链排列不紧密，故易溶于水、稀酸和稀碱，并能被蛋白酶等水解，还具有与明胶类似的凝胶、粘着等特性。
丝素蛋白由分子量为5万左右的小肽链和分子量为3O万左右的大肽链组成。
其蛋白质的氨基酸组成以甘氨酸、丙氨酸和丝氨酸为主，与人体的皮肤和头发的角朊极为接近，这成为一些研究中，将丝素用于人造皮肤制造的原因之一。
丝素蛋白的结晶部分为较为紧密的B折叠结构，在水中仅发生膨胀而不能溶解，亦不溶于乙醇等有机溶剂，但可在一些特殊的中性盐溶液中发生无限膨胀形成粘稠的液体，透析除盐即可得到丝素的纯溶液。
然后通过喷丝、喷雾或延展、干燥等处理，可得到再生丝、凝胶、薄膜或微孔材料等产品。
对丝素蛋白的研究发现，与明胶、清蛋白等普通蛋白相比，其固化结晶方式具有多样化的特点：既可沿用一般天然蛋白的传统固化工艺，采用戊二醛做交联剂；也可以通过一些独特的处理方式来达到目的，如冷冻、热蒸、拉伸及低毒性有机溶剂浸泡等⋯。
特别是采用冷冻干燥，短时高温与乙醇浸泡的协同处理方式，可以很好地保持天然蛋白的高度生物亲和性，并适应药物载体应用中，一些对高温或某种固化剂敏感的负载药物的特殊要求，在应用方面体现出更大的灵活性。
在丝素蛋白的特性研究中，其良好的成膜性是最受人们关注的热点之一。
与传统应用较多的天然高分子材料——壳聚糖与胶原等相比，丝素蛋白膜成膜方便性更好，还可以保持高达98％以上的透明性，在高湿状态下的柔韧性与形态保持性能也较为突出，有利于制造一些在临床或实验中要求透明性，以便观测提取生物信息或体内高湿环境使用的生物医学产品。
另外，在成膜条件适当的情况下，丝素膜可以表现出优良的透氧透气性能，如lmm厚的丝素膜，其透氧率每平方米可高达33 mL／h ，不亚于甚至超过目前一般认为在这方面性能卓越的合成材料，如聚-L-亮氨酸膜或聚羟乙基丙烯酸膜。
丝素蛋白水凝胶在生物医学领域的应用研究进展张悦;饶婷;吴美玲;陈佳琳;左保齐【摘要】丝素蛋白水凝胶是丝素蛋白材料的一种重要形态,其具有优良的生物力学性能、生物相容性等,在生物医学等领域有较好的应用前景.综述了丝素蛋白结构,丝素纤维溶解再生,丝素蛋白水凝胶的制备及力学性能,丝素蛋白水凝胶在软骨组织工程、药物缓释载体、组织工程支架方面的应用.【期刊名称】《现代丝绸科学与技术》【年(卷),期】2018(033)003【总页数】7页(P32-38)【关键词】丝素蛋白;水凝胶;性能;生物相容性【作者】张悦;饶婷;吴美玲;陈佳琳;左保齐【作者单位】苏州大学纺织与服装工程学院,江苏苏州215021;苏州大学纺织与服装工程学院,江苏苏州215021;苏州大学纺织与服装工程学院,江苏苏州215021;苏州大学纺织与服装工程学院,江苏苏州215021;苏州大学纺织与服装工程学院,江苏苏州215021【正文语种】中文丝素蛋白是从蚕茧茧丝中获得的一种天然高分子蛋白质材料，它一直作为纤维原料广泛地应用于纺织、服装行业中[1]。
实际上，丝素蛋白(SF)不仅具有优异的加工性、热稳定性、生物相容性、机械性能和可调节的生物降解性[2]，而且易于加工成各种形态的材料。
其中，丝素蛋白水凝胶便是蛋白材料的一种重要形态，对其进行化学或生物学改性可以使其更加广泛地应用于生物医学等领域[3]。
丝素凝胶一般是由再生丝素溶液制得，具有柔软性、可塑性，且对于气体、低分子物质或者一些高分子物质还具有透过性，是制备人工皮肤、隐形眼镜、药物缓释载体、酶固定化载体、细胞培养支架等生物医学材料的较好选择。
但是，目前丝素凝胶主要用于软组织用材料，用常规强极性过饱和盐溶解方法制备的丝素凝胶比较脆弱。
因此，提高材料的力学性质和功能性是丝素凝胶材料真正实现实用性的一个重要关节[3]。
1 丝素蛋白结构丝素蛋白是蚕丝纤维的重要组成部分，主要由18种氨基酸组成。
其中甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸大约占总质量的85%，它们按照特定的序列结构排列成规整的链段[4]。
丝素蛋白水凝胶的胶凝机理1. 前言说到丝素蛋白水凝胶，大家可能会觉得有点陌生，但别担心，今天我们就来聊聊这个神奇的家伙。
你知道吗？丝素蛋白其实就是那种从蚕茧里提取出来的材料，听起来是不是有点神秘？别急，今天我们一起揭开它的面纱，看看这个凝胶是怎么来的。
2. 什么是丝素蛋白水凝胶2.1 丝素蛋白的来历首先，丝素蛋白可不是从天上掉下来的，而是蚕宝宝辛辛苦苦吐出来的。
想象一下，小小的蚕在吃着桑叶，日复一日，终于变成一个胖嘟嘟的蚕茧。
这一层层的丝就是我们今天要讨论的主角。
它的主要成分是氨基酸，听起来高大上，但其实就是构成我们身体的基本单元。
2.2 水凝胶的性质接下来，水凝胶是什么呢？顾名思义，就是含有大量水分的凝胶，像是那种你吃的果冻。
水凝胶不仅柔软，还能吸水，简直就像个水的海绵，能吸收环境中的水分。
想象一下，炎热夏天，你的果冻在阳光下微微抖动，那种感觉就像水凝胶一样，软糯可口。
3. 胶凝机理的背后3.1 如何形成胶凝好了，接下来就进入正题，丝素蛋白水凝胶是怎么“凝固”的呢？其实，这个过程就像是煮面条，开始的时候是一坨一坨的，煮熟后就变得滑溜溜的。
首先，丝素蛋白在水中溶解，变得像“面条”的原料。
然后，随着温度的变化和pH值的调整，蛋白质链开始相互作用，就像老朋友重聚一样，互相牵扯，开始交织成网状结构。
3.2 相互作用的细节在这个过程中，很多因素都会影响最终的凝胶效果。
比如温度，就像天气一样，热的时候蛋白质更活跃，冷的时候就慢了下来。
此外，离子浓度也很重要，适当的离子就像是调味料，能让整个凝胶的口感更佳。
科学家们通过调节这些条件，能够制造出不同类型的丝素蛋白水凝胶，简直就像是个化学魔法师。
4. 应用与未来4.1 实际应用丝素蛋白水凝胶的用途可真是广泛呢！从医疗领域的伤口敷料到化妆品中的保湿成分，甚至在食品工业也能看到它的身影。
想象一下，你的护肤品中含有这种天然成分，皮肤就像喝了水一样，滋润得不得了。
而在医学上，它可以帮助伤口愈合，简直就是现代医学的小助手。
再生丝素蛋白水凝胶的性质及应用周燕;吴惠英【摘要】This paper studied the structure, characteristics and category of hydrogels. It also explained the gel mechanism, modification method and current applications of regenerated silk firoin hydrogels, offering references for the study of properties and applications of regenerated silk fibroin hydrogels. The studies show that regenerated silk fibroin has received great attentions for its good biodegradability, biocompatibility and easy processing﹔ fibroin hydrogel is one of the most important forms of regenerated silk fibroin materials and has been widely used in growth factor, controlled release carrier of drugs and scaffolds of cell culture.%研究水凝胶的结构、特性及分类，并阐述再生丝素蛋白水凝胶的凝胶机理、改性方法及应用现状，为再生丝素蛋白水凝胶的性能研究及应用提供一定的参考价值。
研究结果表明，再生丝素材料因其良好的可降解性、生物相容性、易加工等性质备受关注，丝素水凝胶是再生丝素材料重要表现形态之一，目前被广泛应用于生长因子、药物的缓释载体及作为细胞培养支架。
【期刊名称】《丝绸》【年(卷),期】2016(053)004【总页数】6页(P29-34)【关键词】水凝胶;丝素蛋白;机理;现状【作者】周燕;吴惠英【作者单位】苏州经贸职业技术学院纺织服装与艺术传媒学院，江苏苏州215009;苏州经贸职业技术学院纺织服装与艺术传媒学院，江苏苏州215009【正文语种】中文【中图分类】TS102.512蚕丝纤维是一种天然蛋白质纤维，随着人们对其氨基酸组分及结晶结构等理化性能研究的不断深入[1]，国内外对蚕丝纤维的应用正在从传统纺织领域向生物医药领域拓展[2]。
蚕丝具有优异的力学性能、生物相容性、可控的生物降解性、易加工性等特点，已经逐渐在生物领域呈现出明显性能优势继而受到日益关注。
目前已被再生加工成微球、多孔膜、再生长丝、纳米纤维、水凝胶等多种形式[3]，其中水凝胶是再生丝素蛋白材料的一种重要形式，它因具有特殊的三维交联结构表现出了优异的可透性，将其用于药物缓释载体、填充材料、细胞培养支架及组织工程支架等方面而成为近期研究热点[4]。
凝胶是一种介于固体和液体间的形态，根据分散质点的性质及形成凝胶结构时质点间连接的特点，凝胶可分为弹性凝胶和非弹性凝胶。
水凝胶是一种由高分子化合物溶液形成的弹性凝胶，它以水为分散介质，能够吸收并保有大量水分且具有交联网络结构，由亲水性的高分子化合物通过离子键、共价键、氢键等交联而成，并具有高分子电解质特性和三维结构[5-6]。
在水凝胶结构中包含疏水残基和亲水残基，其中的亲水残基与水分子结合而将水分子连接在网状内部，而疏水残基遇水膨胀保持一定的形状，水凝胶中富含的水分可使溶于其中的物质及低相对分子质量物质从其间渗透扩散[7]。
水凝胶的独特结构决定了它具有许多优异的特性，在组织工程修复领域已经成为一种理想的支架材料[8-10]，在具有稳定形状的同时还可以保持水凝胶内的溶剂(水)、溶质可扩散和透过的特性，具体体现在：1)在溶液状态下细胞或者药物能够均匀分散或溶解于高分子材料中；2)丰富的水环境能够保护细胞和小分子药物；3)便于细胞黏附增殖；4)一些水凝胶可实现原位注射；5)形状稳定，制备工艺简单易操作[11]。
依据所用原料来源的不同，可分为天然水凝胶、半天然水凝胶及合成水凝胶。
由生物体直接制备的凝胶如丝素凝胶、壳聚糖凝胶为天然水凝胶；由合成高分子和天然原料以共混的方式或化学交联的方式形成的是半天然水凝胶；由人工合成交联高分子的同时吸水或先合成再吸水形成的是合成水凝胶。
依据水凝胶对外界刺激的响应可分为传统型和智能型两类。
智能型水凝胶是对温度、pH值、光、电、磁场等外界条件可感知、响应的一类水凝胶。
制备智能水凝胶的原料是单体、聚合物或者是两者的混合物，制备的主要方法有单体的交联聚合、接枝共聚、聚合物的转变等[16]，对外界变化能自动感知，具备传统水凝胶所缺少的智能响应的特点，在工业、制药等领域应用广泛。
依据网络键合作用的不同，水凝胶分为物理、化学凝胶，不论是采用物理交联还是化学交联的方式都可以改善凝胶的结构性能。
物理凝胶是由单种或多种高分子通过静电力作用、疏水作用、氢键作用形成的连续又相对杂乱无规的三维网络。
该方式不需外加交联剂，将药物在相应部位供给完成相转变形成原位凝胶，可通过注射的方式将具有流动性的生物材料植入缺损部位，这种方式可以实现不规则结构的填充[12]，在生物医学领域受到极大的关注[13]。
化学凝胶是采用自由基聚合法、高分子功能基间反应法及酶催化交联法[14]等方式形成的凝胶。
在化学凝胶过程中会加入交联剂，而交联剂中的部分化合物表现出一定的毒性，使凝胶内的自身物质受到破坏，因此在生物医学领域的应用受限[15]。
依据形状水凝胶可分为柱、多孔支架、纤维、膜、球等，微球的大小又可分为微米级和纳米级；根据凝胶的尺寸可分为微凝胶和宏观凝胶。
丝素是天然蚕丝中的主要组成部分，以反平行β折叠构象为基础，形成直径约10nm的微纤维，进而在不同层级上继续堆积，丝素分子链由三个亚单元重链(H链)、轻链(L链)和糖蛋白(P25蛋白)组成，H链、L链和P25三者的比例是6:6:1[17]，含有—OH、—COOH、—NH2、—CONH等极性基团，有很强的亲水性。
丝素的二级结构主要分为无规线团、α螺旋和β折叠结构，丝素的聚集态结构分为非结晶区和结晶区，两者交替分布。
沿纤维轴方向高度取向的结晶部分使蚕丝具有很高的强度，非结晶区部分在受到应力作用时会吸收大部分能量使蚕丝具有很高的韧性。
蚕丝内部包含有不同微纳级的基原纤、微原纤、原纤、巨原纤和单丝纤维。
由于丝素蛋白来源广、易加工，具有较好的生物相容性、降解性、可塑性、机械性和理化性质，在再生医学领域的应用受到青睐，现被广泛用于组织工程材料、药物缓释载体和酶固定化材料等生物医用领域[18]。
丝素蛋白是一种天然的高分子材料，再生丝素蛋白溶液因亲疏水性作用、氢键作用及静电作用等多种因素[19-20]在一定条件下凝胶化，丝素蛋白分子结构由无定形结构向β折叠结构转变[21-22]。
蚕丝溶解后获得的再生丝素溶液是一种胶体分散体系，在一定程度上表现为动力学稳定和热力学不稳定[23]。
从动力学角度，溶液中的小颗粒作剧烈的布朗运动，在中性条件下溶液中带负电的丝素分子颗粒间存在静电斥力，阻碍了颗粒轻易地发生凝聚而形成三维网络结构。
这种热力学上的稳定状态最终会通过疏水、氢键、静电等非共价键作用而破坏[24]，随时间丝素纳米颗粒间逐渐相互凝聚[25-26]，导致丝素分子颗粒逐渐变大(增至微米级)，终形成一种相对稳定的三维凝胶网络结构。
再生丝素水凝胶具有稳定的形状，同时还具有保持水凝胶内的溶剂(水)、溶质可扩散和透过性，以及无毒、无刺激性、良好的生物相容性。
根据水凝胶内丝素的β折叠含量的不同可控制其降解速率[27]，是一种在生物医用领域具有很大应用潜能的生物材料[28-29]。
丝素的凝胶化过程受到诸多因素的影响，如丝素浓度、凝胶温度、pH值[23]、外力(超声波[30-31]等)、剪切作用[31-32]和表面活性剂[32-33]等，因此可以对丝素水凝胶的应用过程加以干涉，以获得不同性质的丝素蛋白水凝胶。
冷冻干燥过程会对丝素分子产生类似的剪切力作用，由于水结成冰，降低了水分子与丝素分子形成氢键的可能性，表现为丝素分子链内β折叠结构增加、分子链间β折叠结构减少[34]。
相同浓度的丝素溶液经冷冻干燥后，孔洞的尺寸会随温度增加而变小，但形状不变；相同温度下孔洞尺寸会随丝素溶液浓度的升高而变小，形状也发生变化[35]。
Guziewicz等[36]发现冷冻干燥的丝素凝胶可以缓慢释放出单克隆抗体并保持生物活性，证明丝素凝胶可作为小分子药物、生长因子的缓释载体。
Matsumoto等[22]分析了凝胶过程中丝素溶液浓度、温度及pH值等因素的影响，结果表明，丝素凝胶的形成伴随着丝素中β折叠结构含量的增加，凝胶时间受溶液浓度和凝胶温度的影响明显，以及丝素分子侧链中酸性基团控制凝胶速率。
Nagarkar等[37]分析了再生丝素水溶液溶胶-凝胶转变机理，结果表明，在较低pH条件下，由于再生丝素水溶液极不稳定，丝素溶液会转变成弱凝胶，随着凝胶时间的延长，形成稳定的凝胶体系。
Numata等[38]分析了不同浓度的丝素溶液在乙醇诱导的外界条件下形成凝胶，该水凝胶材料为β折叠结构的丝素纳米纤维网，且水凝胶中的结合水有利于细胞的黏附。
Yuce等[31]采用超声波诱导丝素蛋白溶液快速形成水凝胶。
超声波的方向性好、穿透能力强，可以加快丝素蛋白分子间的物理交联，促使丝素溶液由无定形结构向β折叠结构转变，从而形成结构和性能较好的水凝胶。
此外，通过调节超声波的使用参数，如输出功率、作用时间，凝胶过程中的温度和丝素溶液的浓度等因素，可以控制丝素溶液在不同时间内完成凝胶的过程。
Wang等[32]在超声波作用下，将再生丝素溶液与人骨髓间充质干细胞充分混合后可快速凝胶，细胞在丝素水凝胶中可正常黏附并呈现出增殖的趋势。
Hu等[33]在超声波作用下，调节丝素溶液和透明质酸共混快速制备水凝胶。
因此，超声诱导是丝素快速凝胶并实现细胞封装和共混的一种有效途径。
Huang等[39]制备了丝素蛋白/氧化石墨烯凝胶膜材料，该膜材料具有层状结构，当膜材料中石墨烯含量高达85%时，材料力学性能表现出高的断裂强度和初始模量，分别达到(221±16)MPa和(17.2±1.9)MPa。
Yoo等[40]和Kang等[41]分别研究了丝素蛋白/泊洛沙姆半穿插网络凝胶，该凝胶材料的力学性能随泊洛沙姆含量的增加而增强。
此外，还可以将丝素与聚乙烯醇[42]、聚氨酯[43]、聚丙烯酰胺[44]等聚合物共混制备混合凝胶，从而改善丝素水凝胶的力学性能，但混合凝胶的生物降解性能和生物相容性能随之受到部分影响。
