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、無毒、來源豐富以及可再生等優(yōu)點，因此在生物醫(yī)用材料領(lǐng)域具有十分廣泛的應(yīng)用價值。然而，一些天然高分子材料在使用時往往存在著力學性能、穩(wěn)定性等性能不理想的問題，因此對天然高分子材料進行修飾改性，從而提高材料的使用性能具有非常重要的意義。近年來，采用生物酶進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。
　　 本工作開展了采用不同的生物酶修飾方法對明膠和殼聚糖生物材料進行修飾的研究，并對被修飾材料的性能進行了測試和分析，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氧化成具有反應(yīng)活性的o-醌類基團，這些醌類

3、基團可以與殼聚糖分子中的親核基團-NH2進行反應(yīng)，從而在明膠與殼聚糖分子之間形成共價鍵連接。采用流變測試、拉伸試驗、溶解試驗以及抗菌測試等方法對被修飾材料的性能進行了分析。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)過酪氨酸酶修飾的明膠-殼聚糖生物材料的拉伸強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，該材料對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌具有更好的抑制作用。
　　 同時采用

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，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鍵連接，因而有利于改善明膠-殼聚糖生物材料的力學性能和穩(wěn)定性。此外，由于微生物轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶來源豐富、價格便宜，因此同時采用兩種生物酶作為修飾劑還能夠有效降低成本。流變測試結(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;拉伸試驗和溶解測試結(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)過酶修飾的明膠/納米銀復合材料的拉伸強度以及在水體系中的穩(wěn)定性均得到改善;抗菌測試表明，該材料相比于明膠材料對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