基本信息
- 项目名称：
- 胶原蛋白纤维制备--新材料应用
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文的研究方向为胶原蛋白纤维的形态与性能，探讨其作为21世纪新型环保材料的运用前景。文中制备了胶原蛋白纳米纤维膜、胶原蛋白/银复合纳米纤维以及胶原蛋白/PVA共纺纤维，通过扫描电镜分析纤维，并且在放置4个月之后的断裂情况，模拟出它用于生物组织工程材料方面所需要的强度、韧性等机械性能。
- 详细介绍：
- 本文的研究方向为胶原蛋白纤维的形态与性能，探讨其作为21世纪新型环保材料的运用前景。文中制备了胶原蛋白纳米纤维膜、胶原蛋白/银复合纳米纤维以及胶原蛋白/PVA共纺纤维，通过扫描电镜以及显微镜下分析纤维，并且在放置4个月之后的断裂情况，模拟出它用于生物组织工程材料方面所需要的强度、韧性等机械性能。目前，静电纺丝法已成为制备纳米纤维及其制品的一种重要方法，被成功地应用于一些合成和天然高分子材料制成的无纺布状纤维膜。纳米纤维具有独特的微观结构和适当的力学性能，而纳米级胶原蛋白纤维更是具有与天然细胞外基质相近的纳米级结构，因此能够用于生物医用材料领域。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本文介绍应用胶原蛋白纺丝，研究纤维的不同形态。因胶原蛋白有良好的美容功能，生物相容性，可生物降解性等，并且具有很好的机械性能，所以它将成为一种被广泛应用新型材料，可广泛应用于化妆品，生物医用材料等。我国胶原蛋白资源极其丰富，我国每年制革产业的多余边角料7000万张，鱼类资源也极其丰富，所以胶原蛋白纤维将成为21世纪环保材料。
科学性、先进性及独特之处
- 本文将以胶原蛋白为纺丝原液制取胶原蛋白纳米纤维，制备胶原蛋白纳米级膜产物。进一步在纺丝原液中加入纳米银离子，因银离子具有优异的抗菌性，这种纤维可以用来制作医用敷料，以促成伤口处组织的生长。并且在纤维放置四个月之后，研究其断裂情况，模拟出它用于生物组织工程材料方面所需要的强度、韧性等机械性能。胶原蛋白/PVA复合纤维，结合两种纤维的优点制备出力学性能好，染色性能优异和具有耐磨性的优良新型纤维。
应用价值和现实意义
- 胶原蛋白具有良好的细胞适应性，细胞增殖，促进伤口愈合，止血，增强皮肤代谢等作用。由于其与人体组织良好的生物相容性、生物可降解性和低抗原性等性质，故作为一种生物医学材料，已广泛应用于组织工程及临床中。胶原蛋白纤维这一新型纺织材料若能开发成功，将促进我国纺织、服装业的腾飞；将有助于农牧业和制革业更加快速地发展；将增加大量的就业岗位，增加工人、农民的收入。更值得引起关注的是，将大大减少环境污染。
学术论文摘要
- 本文的研究方向为胶原蛋白纤维的形态与性能，探讨其作为21世纪新型环保材料的运用前景。文中制备了胶原蛋白纳米纤维膜、胶原蛋白/银复合纳米纤维以及胶原蛋白/PVA共纺纤维，通过扫描电镜以及显微镜下分析纤维，并且在放置4个月之后的断裂情况，模拟出它用于生物组织工程材料方面所需要的强度、韧性等机械性能。目前，静电纺丝法已成为制备纳米纤维及其制品的一种重要方法，被成功地应用于一些合成和天然高分子材料制成的无纺布状纤维膜。纳米纤维具有独特的微观结构和适当的力学性能，而纳米级胶原蛋白纤维更是具有与天然细胞外基质相近的纳米级结构，因此能够用于生物医用材料领域。
获奖情况
- 2011年第11届功能性纺织品、纳米技术应用及低碳纺织品研讨会会议论文集
鉴定结果
- 鉴定属实
参考文献
- 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． (目前国内对于胶原蛋白纺丝研究尚在起步阶段，还未受到大量关注，没有形成大规模的产业化生产。)
同类课题研究水平概述
- 生物科技在二十世纪飞速发展，其中的一项重大课题就是研究蛋白质对生命的影响，二十世纪七十年代，美国科学家取得突破性进展，发现人体蛋白质中有一种最重要的物质胶原蛋白。胶原蛋白是一种天然蛋白质资源，目前对它的研究开发利用的进展速度很快，主要是因为它重要的作用。胶原蛋白具有紧密的螺旋结构从而显示出很强的韧性和强度；氨基酸组成又使其具有优良的成膜能力，它不仅可以作为保健食品、美容产品、包装材料，还可以作为食品添加剂应用在肉制品改良、冷冻食品、饮料、糕点以及乳制品等中。在医学领域中，胶原蛋白由于具有低免疫原性、纤维的再形成性、强的机械性能和生物可降解性等优点，作为生物材料广泛的应用，胶原蛋白可制成胶原海绵、胶原膜、人工皮肤、固定化美酶载体和胶囊等。 胶原蛋白作为一种新型的材料，是一个正待开发的宝藏，随着研究的不断深入，将会有更广阔的应用前景。国外有许多利用胶原蛋白进行纺丝的研究报道，日本研究者采用经收缩处理过的生丝和从生丝中提取的胶原蛋白制取具有永久弹性的真丝，并且胶原蛋白纤维的性能不次于真丝，而价格将为真丝的一半，具有广阔的市场经济价值；胶原蛋白可制备医用可吸收缝合线或与其它高分子制得共混纤维。通过与其它高分子材料共混的方式可以改善纤维性能，拓展用途。壳聚糖与胶原蛋白是目前最主要的一种天然高分子材料。对于生物医药行业，胶原蛋白复合材料有着更为广阔和不可替代的应用优势。除同其它高分子材料共混纺丝外，胶原蛋白还具有良好的成膜性能，其优异的生物性能使胶原蛋白共混膜制品在生物材料、食品包装材料等领域都有广阔的应用前景。本项目对制革废物进行再利用，最大限度减少了环境污染，节约资源。
