胶原自组装与化学交联制备水凝胶及其性能表征

田振华, 何静瑄, 王 颖

(陕西科技大学 轻工科学与工程学院 轻化工程国家级实验教学示范中心， 陕西 西安 710021)

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胶原是一种广泛分布于生物体内,具有特殊功能的蛋白质.因具有优异的生物学性能,胶原被广泛应用于生物医药、食品、化妆品等领域[1].在生理条件下,胶原分子能够自组装形成胶原纤维并包裹水溶液形成胶原水凝胶,进而构成宏观网络结构.与胶原分子相比,胶原纤维降解速率更慢,引起的炎症反应更轻,更易于与细胞结合,可作为一种重要的组织工程支架材料.因此,基于胶原自组装设计和合成形成具有纤维结构的生物功能材料已成为研究热题[2].

然而，自组装形成的胶原水凝胶力学性能和热稳定性较差,在生物医学材料领域的应用受到了一定限制[3].为提升胶原水凝胶的性能,人们通常对胶原水凝胶进行化学改性[4,5].羧甲基纤维素(CMC)是天然纤维经过化学改性后获得的一种水溶性好的聚阴离子化合物.它廉价易得,具有保水性、成膜成型性、分散稳定性的优点[6].CMC经氧化后所得到的氧化羧甲基纤维素(OCMC)具有高活性的醛基,可与胶原的氨基发生有效的共价结合[7](如图1所示).

Tan等[8]用双醛羧甲基纤维素作为交联剂通过冻融法制备海绵状胶原冻凝胶,改性后凝胶表现出较好的热稳定性,表明OCMC可作为良好的交联剂.然而,先前的研究多关注OCMC交联胶原分子,对于OCMC对胶原纤维所构建的胶原水凝胶性能的影响探究较少,因此……