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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 膠原蛋白纖維制備--新材料應(yīng)用
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 本文的研究方向?yàn)槟z原蛋白纖維的形態(tài)與性能，探討其作為21世紀(jì)新型環(huán)保材料的運(yùn)用前景。文中制備了膠原蛋白納米纖維膜、膠原蛋白/銀復(fù)合納米纖維以及膠原蛋白/PVA共紡纖維，通過(guò)掃描電鏡分析纖維，并且在放置4個(gè)月之后的斷裂情況，模擬出它用于生物組織工程材料方面所需要的強(qiáng)度、韌性等機(jī)械性能。
- 詳細(xì)介紹：
- 本文的研究方向?yàn)槟z原蛋白纖維的形態(tài)與性能，探討其作為21世紀(jì)新型環(huán)保材料的運(yùn)用前景。文中制備了膠原蛋白納米纖維膜、膠原蛋白/銀復(fù)合納米纖維以及膠原蛋白/PVA共紡纖維，通過(guò)掃描電鏡以及顯微鏡下分析纖維，并且在放置4個(gè)月之后的斷裂情況，模擬出它用于生物組織工程材料方面所需要的強(qiáng)度、韌性等機(jī)械性能。目前，靜電紡絲法已成為制備納米纖維及其制品的一種重要方法，被成功地應(yīng)用于一些合成和天然高分子材料制成的無(wú)紡布狀纖維膜。納米纖維具有獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)和適當(dāng)?shù)牧W(xué)性能，而納米級(jí)膠原蛋白纖維更是具有與天然細(xì)胞外基質(zhì)相近的納米級(jí)結(jié)構(gòu)，因此能夠用于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本文介紹應(yīng)用膠原蛋白紡絲，研究纖維的不同形態(tài)。因膠原蛋白有良好的美容功能，生物相容性，可生物降解性等，并且具有很好的機(jī)械性能，所以它將成為一種被廣泛應(yīng)用新型材料，可廣泛應(yīng)用于化妝品，生物醫(yī)用材料等。我國(guó)膠原蛋白資源極其豐富，我國(guó)每年制革產(chǎn)業(yè)的多余邊角料7000萬(wàn)張，魚類資源也極其豐富，所以膠原蛋白纖維將成為21世紀(jì)環(huán)保材料。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 本文將以膠原蛋白為紡絲原液制取膠原蛋白納米纖維，制備膠原蛋白納米級(jí)膜產(chǎn)物。進(jìn)一步在紡絲原液中加入納米銀離子，因銀離子具有優(yōu)異的抗菌性，這種纖維可以用來(lái)制作醫(yī)用敷料，以促成傷口處組織的生長(zhǎng)。并且在纖維放置四個(gè)月之后，研究其斷裂情況，模擬出它用于生物組織工程材料方面所需要的強(qiáng)度、韌性等機(jī)械性能。膠原蛋白/PVA復(fù)合纖維，結(jié)合兩種纖維的優(yōu)點(diǎn)制備出力學(xué)性能好，染色性能優(yōu)異和具有耐磨性的優(yōu)良新型纖維。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 膠原蛋白具有良好的細(xì)胞適應(yīng)性，細(xì)胞增殖，促進(jìn)傷口愈合，止血，增強(qiáng)皮膚代謝等作用。由于其與人體組織良好的生物相容性、生物可降解性和低抗原性等性質(zhì)，故作為一種生物醫(yī)學(xué)材料，已廣泛應(yīng)用于組織工程及臨床中。膠原蛋白纖維這一新型紡織材料若能開發(fā)成功，將促進(jìn)我國(guó)紡織、服裝業(yè)的騰飛；將有助于農(nóng)牧業(yè)和制革業(yè)更加快速地發(fā)展；將增加大量的就業(yè)崗位，增加工人、農(nóng)民的收入。更值得引起關(guān)注的是，將大大減少環(huán)境污染。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本文的研究方向?yàn)槟z原蛋白纖維的形態(tài)與性能，探討其作為21世紀(jì)新型環(huán)保材料的運(yùn)用前景。文中制備了膠原蛋白納米纖維膜、膠原蛋白/銀復(fù)合納米纖維以及膠原蛋白/PVA共紡纖維，通過(guò)掃描電鏡以及顯微鏡下分析纖維，并且在放置4個(gè)月之后的斷裂情況，模擬出它用于生物組織工程材料方面所需要的強(qiáng)度、韌性等機(jī)械性能。目前，靜電紡絲法已成為制備納米纖維及其制品的一種重要方法，被成功地應(yīng)用于一些合成和天然高分子材料制成的無(wú)紡布狀纖維膜。納米纖維具有獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)和適當(dāng)?shù)牧W(xué)性能，而納米級(jí)膠原蛋白纖維更是具有與天然細(xì)胞外基質(zhì)相近的納米級(jí)結(jié)構(gòu)，因此能夠用于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域。
獲獎(jiǎng)情況
- 2011年第11屆功能性紡織品、納米技術(shù)應(yīng)用及低碳紡織品研討會(huì)會(huì)議論文集
鑒定結(jié)果
- 鑒定屬實(shí)
參考文獻(xiàn)
- Kyong Su Rho. Elect rospining of collagen nanofibers :Effect s on behavior of nomoral human keratinocytes andearly2stage wound healing [J ] . Biomaterials , 27 (2000) :1452 – 1461 Ding Zhiwen, Li Li, Jia Jizhang, et al. Research on Collagen Protein Composite Fiber[C]. The 6th Asia International Conference of Leather Scienceand Technology ,Hemeji, Japan, 2004,205-209 Hirano Shiqehiro，Zhang Min，Nakaqawa Masuo，et al． Wet spun chitosan—collagen fibers, their chemical N—modifications，and blood compatibility [ J ]．Biomaterials，2000，21(10)：997—1003． (目前國(guó)內(nèi)對(duì)于膠原蛋白紡絲研究尚在起步階段，還未受到大量關(guān)注，沒(méi)有形成大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。)
同類課題研究水平概述
- 生物科技在二十世紀(jì)飛速發(fā)展，其中的一項(xiàng)重大課題就是研究蛋白質(zhì)對(duì)生命的影響，二十世紀(jì)七十年代，美國(guó)科學(xué)家取得突破性進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)人體蛋白質(zhì)中有一種最重要的物質(zhì)膠原蛋白。膠原蛋白是一種天然蛋白質(zhì)資源，目前對(duì)它的研究開發(fā)利用的進(jìn)展速度很快，主要是因?yàn)樗匾淖饔?。膠原蛋白具有緊密的螺旋結(jié)構(gòu)從而顯示出很強(qiáng)的韌性和強(qiáng)度；氨基酸組成又使其具有優(yōu)良的成膜能力，它不僅可以作為保健食品、美容產(chǎn)品、包裝材料，還可以作為食品添加劑應(yīng)用在肉制品改良、冷凍食品、飲料、糕點(diǎn)以及乳制品等中。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，膠原蛋白由于具有低免疫原性、纖維的再形成性、強(qiáng)的機(jī)械性能和生物可降解性等優(yōu)點(diǎn)，作為生物材料廣泛的應(yīng)用，膠原蛋白可制成膠原海綿、膠原膜、人工皮膚、固定化美酶載體和膠囊等。 膠原蛋白作為一種新型的材料，是一個(gè)正待開發(fā)的寶藏，隨著研究的不斷深入，將會(huì)有更廣闊的應(yīng)用前景。國(guó)外有許多利用膠原蛋白進(jìn)行紡絲的研究報(bào)道，日本研究者采用經(jīng)收縮處理過(guò)的生絲和從生絲中提取的膠原蛋白制取具有永久彈性的真絲，并且膠原蛋白纖維的性能不次于真絲，而價(jià)格將為真絲的一半，具有廣闊的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值；膠原蛋白可制備醫(yī)用可吸收縫合線或與其它高分子制得共混纖維。通過(guò)與其它高分子材料共混的方式可以改善纖維性能，拓展用途。殼聚糖與膠原蛋白是目前最主要的一種天然高分子材料。對(duì)于生物醫(yī)藥行業(yè)，膠原蛋白復(fù)合材料有著更為廣闊和不可替代的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。除同其它高分子材料共混紡絲外，膠原蛋白還具有良好的成膜性能，其優(yōu)異的生物性能使膠原蛋白共混膜制品在生物材料、食品包裝材料等領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景。本項(xiàng)目對(duì)制革廢物進(jìn)行再利用，最大限度減少了環(huán)境污染，節(jié)約資源。
