蚕丝在生物医药方面的应用

蚕丝在生物医药方面的应用

纺织服装学院2011级纺织工程3班 付博涵 222011323012052

蚕丝作为一种蛋白质纤维具有独特的特性，它具有优良的机械性能和生物相容性、降解性等，这使它满足了作为一种生物材料的基本要求。随着20世纪90年代组织工程的兴起，蚕丝在生物材料上的应用也越来越多。蚕丝可在水溶液或有机溶剂中溶解，并可通过化学改性来满足生物医学应用的要求。蚕丝作为一种生物性原料，与人体的角质和胶原同为蛋白质，结构非常相似，具有很好的生物相溶性，且透气、吸湿等物理性能良好。蚕丝由丝素和丝胶组成，这两部分在医学上都有着广泛的应用。 

1、缝合线

用蚕丝作为手术缝线由来已久，在体内不会引起过敏或致癌。人造血管也是以蚕丝纤维为原料直接编造而成的。迄今已能制造各种不同类型和口径的真丝人造血管，适应各种不同的血管病变治疗。 真丝缝合线已成功用于肌腱组织中，研究汪明用Arg—Gly—Asp对缝合线改性，可增加人类防皱细胞的附着能力。真丝纤维利用纺织技术可生产替代韧带的生物材料。研究发现由蚕丝制成的绳状物可产生相当于人体前十字韧带的机械强度。植入丝素绳的人类骨髓基质干细胞和成纤维细胞在外力刺激的条件下培养，具有黏附性和增殖性，并表现出人类韧带的胶原蛋白I和胶原蛋白III以及肌腱蛋白的特征。

二、丝素膜

丝素膜经钴辐照消毒可制成创面保护膜用于浅度烧伤，创伤和整形取皮区等皮肤缺损创面的治疗。 现在丝素膜在医疗方面的用途正日趋完善。日本的Yohko Gotoh等人已通过实验研究得出了利用蚕丝可以制作细胞培养基和组织相溶性材料的结论。国内也有研究人员以丝素用于多孔药物载体、细胞培养基、人造皮肤等生物医学领域为目标，开发了多孔丝素膜，改善了普通丝素膜的透气、透湿性。另外，丝素药物缓释材料可调节多孔丝素膜的孔尺寸和孔隙率，具有较大的药物控制范围。目前我国的中药丝素膜也已研制成功。 

丝素蛋白膜还可作为酶的载体并制作生物传感器。近来许多天然聚合物，如胶原蛋白、明胶和血清蛋白常常用来固定酶、细胞或微生物，但用这些材料制定的固定化载体易于使生物催化剂泄露，不得不采用少许试剂和戊二醛，聚乙烯亚胺进行交联，或用纤维素透析膜进行覆盖。而用丝素蛋白膜作为固定酶的载体不用任何化学试剂处理，并且固定作用强，热安全性好，对酶的处理和电渗析作用等抵抗力高。在制作生物传感器方面，已经开发出的有葡萄糖传感器，它能够将对葡萄糖有选择反应性的葡萄糖氧化酶封闭到丝素膜中，和氧电极结合起来测定葡萄糖的浓度，用在糖尿病的诊断上。除此外还可用于固定生物活性物抗体、抗原、动物细胞和微生物等，保持其活性不变，或制成免疫传感器，日本就以丝素为原料开发出了癌症自动诊断仪，它是用固相及过氧化氢酶标记的单克隆抗体，在装有氧电极的免疫传感器中测癌细胞物质含量。 

三、仿生材料

在医用仿生材料方面，玉田利用蚕丝的强度和弹性系数与生物体的肌腱相近似的特征及其良好的生物亲和性,开展了人工肌腱与韧带方面的研究。将带有负电荷的羟基、磷酸基导入绢丝素材料进行改质处理,改质后的丝素可与生物骨基质中主要无机成分羟磷灰石结晶中的基团紧密凝聚，其钙的凝集量比处理前有大幅度的增加，特别是导入磷酸基后,钙的凝聚量比处理前高过10倍以上。 

抗凝血物质在医疗临床上有广泛应用，而具有较强抗凝血活性的物质是肝磷脂，它含有的硫酸基，对抗凝血活性起着重要的作用。根据最近遗传因子排列的分析理论表明丝素的氨基酸是以六种残基（Gly—Ala—Gly—Ala—Gly—Ser）重叠结构为主的物质，其排列长度与肝磷脂的基本结构的长度几乎不相上下。因此，若在蚕丝中导入硫酸基，可望丝素被赋予抗凝血作用。 

另外，蚕丝还可用来制造药用蛋白，随着生物工程技术的发展利用基因嵌合技术使家蚕吐出高级药用蛋白已非难事。日本学者曾用家蚕DWW作载体，在培养细胞和蚕体内表达人的2-干扰素取得成功。美国也曾报道法国科学家正用编码来源于人体的干扰素，生长激素，白细胞色素乃至爱滋病毒的其他基因，来代替指挥蚕合成蚕丝的幼蚕基因，使蚕体成为制造贵重药材的工厂。

四、保健品

国外已开发出食用丝素粉，低聚肽等应用于营养保健品，已有添加蚕丝营养粉未的各类食品问世。其丝素蛋白较其他动物的蛋白具有更高的营养保健功能。其机制是含有多种人体必需氨基酸，在这类氨基酸中不少具有医疗保健和药用价值，如促进胰岛素分泌，调节人体免疫功能，调节高血糖症，降低血中胆固醇，体内的解毒排毒，酒精的代谢促进作用，治疗帕金

森氏病。其产品有高纯度丝素片剂、胶囊等。

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/d3697c0567ec102de2bd8960.html