角蛋白在生物可降解材料的应用
人发角蛋白生物材料的医学应用

人发角蛋白生物材料的医学应用
角蛋白是一种存在于角质层的蛋白质,具有良好的生物相容性和生物降解性,因此被广泛应用于医学领域。
角蛋白生物材料具有很多优点,例如可塑性好、具有较强的抗细菌和抗炎能力,并且可以促进伤口愈合和组织再生。
下面将介绍一些角蛋白生物材料在医学应用中的具体应用情况。
角蛋白生物材料还广泛应用于组织工程和再生医学领域。
由于角蛋白具有生物降解性和生物相容性,可以作为生物支架材料使用。
在组织工程中,可以利用角蛋白生物材料制备三维支架,用于细胞培养和组织再生。
角蛋白生物材料不仅可以提供细胞附着和生长的支撑,还可以提供营养物质和促进细胞分化的信号。
角蛋白生物材料常被用于制备人工皮肤、人工血管和人工骨骼等组织工程产品。
角蛋白生物材料还应用于药物传递系统。
在药物传递系统中,角蛋白可以作为药物的载体,将药物包裹在角蛋白纳米颗粒中,从而实现药物的控释。
由于角蛋白具有生物相容性和生物降解性,这种药物控释系统可以减少药物的毒副作用,并提高药物的有效性。
角蛋白纳米颗粒可以通过不同的途径输入人体中,例如经皮肤、口服和注射等方式,从而实现药物的靶向传递和高效吸收。
角蛋白生物材料在药物传递系统中具有很大的潜力。
角蛋白生物材料在医学应用中具有广阔的前景。
随着对角蛋白性能和应用的进一步研究,相信将会有更多的医学应用出现。
值得注意的是,角蛋白生物材料虽然具备良好的生物相容性和生物降解性,但在应用过程中仍需要注意材料的纯度、力学性能和生物活性等方面的要求,以确保其在医学应用中的安全性和有效性。
人发角蛋白生物材料的医学应用

人发角蛋白生物材料的医学应用1. 引言1.1 介绍人发角蛋白生物材料的医学应用人发角蛋白是一种源自人类头发的天然蛋白质,具有良好的生物相容性和生物可降解性。
近年来,人发角蛋白生物材料在医学领域的应用受到了广泛关注。
由于其优异的特性,人发角蛋白生物材料被广泛应用于骨折愈合、软组织修复、皮肤再生、器官再生以及牙科修复等领域。
在骨折愈合中,人发角蛋白生物材料能够促进骨骼细胞的生长和再生,加快骨折部位的愈合速度,降低骨折愈合后出现的并发症的风险。
在软组织修复中,人发角蛋白生物材料的生物相容性能够减少术后感染的风险,促进软组织的愈合和重建。
在皮肤再生中,人发角蛋白生物材料可以模拟真实皮肤的结构和功能,促进创面愈合,减轻疤痕形成的可能性。
综上所述,人发角蛋白生物材料在医学应用中展现出巨大的潜力和优势,为各种疾病的治疗和康复提供了新的可能性。
在未来,随着技术的不断发展和创新,人发角蛋白生物材料的医学应用前景将更加广阔,对医学领域的发展将起到积极作用。
2. 正文2.1 人发角蛋白生物材料在骨折愈合中的应用人发角蛋白是一种生物材料,具有良好的生物相容性和生物降解性,被广泛应用于医学领域中的骨折愈合。
在骨折愈合中,人发角蛋白生物材料可以提供支撑和促进骨折部位的愈合。
其生物降解性能使得在骨折愈合完成后,逐渐代谢被人体吸收,避免二次手术取出材料的风险。
研究表明,人发角蛋白生物材料在骨折愈合中具有良好的生物活性,能够促进骨细胞增殖和分化,加速骨折愈合过程。
人发角蛋白本身富含生物活性成分,可通过与周围组织相互作用,调控炎症反应、促进血管新生,进而加速骨折愈合过程。
人发角蛋白生物材料还具有良好的可塑性和可成型性,可以制备成符合骨折部位形态的支架或填充物,完全修复断裂的骨骼结构。
在临床实践中,人发角蛋白生物材料已经被广泛应用于骨折愈合领域,取得了显著的治疗效果。
2.2 人发角蛋白生物材料在软组织修复中的应用人发角蛋白生物材料在软组织修复中的应用非常广泛。
角蛋白在生物可降解材料的应用

角蛋白在生物可降解材料的应用结合角蛋白自身特殊的结构以及使用性能,本文希望能够对于角蛋白的提取方法进行介绍,使用机械方法、酸碱方法、还原方法、氧化方法技术研发的各种方法都可以提取角蛋白,而角蛋白及其改性产品,在生物材料的应用过程中,起到了越来越广泛的使用目的。
角蛋白可以作为骨折内固定棒、注射生物复合填充材料等。
各种对于角蛋白的应用发展,都表现出角蛋白在生物可降解材料的应用具有非常独特的发展前景,其应用范围在新型材料等领域内具备非常独特的优势。
标签:角蛋白;生物;可降解材料前言:近年来,由于角蛋白具有独特的生物特性和分子结构,其优越性决定其在生物学特性领域展现了良好的材料力学性能,这种高分子的角蛋白由于具有更好的机械强度,加工起来也非常方便,降解性和生物相容性很强,因此在与生物系统相结合的过程中,常被用于诊疗和治疗体内有机体的组织等。
角蛋白可以促进器官增进其功能使用力,并且无毒副作用,具有极强的生物相容性,而一般高分子材料则很难达到这种需求,因此,角蛋白及其改性产品目前在材料应用领域、医疗应用领域都具有非常良好的使用效能,具有很好的发展前景。
1.角蛋白的结构和特性1.1角蛋白存在的主要范围。
角蛋白存在的范围,主要存在于动物衍生物蛋白,角蛋白具有包容性,往往是外胚层结构的蛋白,广泛的存在于动物的皮肤以及皮肤的衍生物质中,比如说动物的毛发,动物的爪子,鳞片羽毛等等,角蛋白可以分为a-角蛋白和b-角蛋白两种,其中a-角蛋白具有更好的伸缩性,比如说一颗毛发就可以伸缩到原来长度的两倍以上。
不过,当a-角蛋白被过度拉伸之后,它的氢键可能会被破坏,虽然不能复原,但是这种拉伸性的范围依然是非常广泛,可以大量适用于医用材料的研制范围和研制领域。
1.2角蛋白不溶于水的特性。
角蛋白的不溶水特性是显而易见的,这种不溶于水的特性主要是由于其折叠结构和螺旋结构所决定的,角蛋白尤其是b-角蛋白分子结构呈现非常明显的反平衡式折叠结构,这些贴片以平行的方式,堆积成多层塔式结构,角蛋白的细胞链之间以氢键相连接,内层靠范德华力相维系。
畜禽毛发中角蛋白的分解工艺及应用现状

2016年第12期摘要:为促进畜禽毛发的开发利用,分析国内外有关畜禽毛发中角蛋白的利用现状。
目前,常采用机械法、化学法和生物法对畜禽毛发中的角蛋白进行分解提取。
生物法以其绿色环保、反应条件温和等优点,成为近年来开发提取畜禽毛发中角蛋白的新热点。
通过比较3种提取角蛋白的优缺点,机械法和生物法、化学法和生物法或者3种方法相结合提取角蛋白,将是未来提取角蛋白方法的趋势。
关键词:畜禽;角蛋白;分解工艺;应用现状中图分类号:TS251文献标志码:A doi:10.16693/ki.1671-9646(X ).2016.12.020Recent Development of Keratin Extraction Processes and Its ApplicationsXIANG Pengyan ,WU Ting ,M ENG Jin ,XIE Yumeng ,GUO Siya ,XIONG Wei ,ZHANG Yin (Key Laboratory for M eat Processing of Sichuan Province ,Chengdu University ,Chengdu ,Sichuan 610106,China )Abstract :To promote utilization of animal hair by-products ,recent development of keratin extraction processes and its applications are reviewed in this paper.At present ,mechanical ,chemical and biological methods are used to decompose the keratin in hair of livestock and poultry.Among these methods ,the biological method is environment friendly and with tender reaction conditions ,and becomes a popular method of extracting the keratin in the hair of livestock and poultry in recent years.With comparing the advantages and disadvantages of the three kinds of extraction methods ,it can be predicted that combining mechanical method with biological method ,chemical method with biological method ,or combination of the three methods to extract keratin ,will be the trend of the extraction process of keratin.Key words :livestock ;keratin ;extraction process ;application status角蛋白是一种材料力学特性良好的生物可降解天然高分子,因其半胱氨酸含量高,含有二硫键,所以分子结构稳定、坚固性和弹性好。
人发角蛋白生物材料的医学应用

人发角蛋白生物材料的医学应用
角蛋白是一种重要的生物材料,广泛存在于动物体内,如角质、鳞状上皮、指甲、毛发等。
角蛋白具有卓越的力学性能和生物相容性,因此被广泛应用于医学领域。
一、修复骨组织
角蛋白在修复骨组织方面具有重要的作用,可用于替代硬组织,如骨材料、骨胶原基质和羟基磷灰石等。
研究表明,角蛋白可以极大地促进骨细胞的生长、迁移和分化,从而促进骨缺损部位的再生。
另外,角蛋白也可用于骨修复的生物支架材料,使骨细胞可以在其表面上生长和形成。
二、治疗软组织损伤
角蛋白也可以应用于治疗各种软组织的损伤,如肌肉、皮肤、肌腱和韧带等。
研究表明,角蛋白可以增加软组织细胞的黏附和分化,从而促进损伤组织的再生和修复。
例如,角蛋白可用于治疗皮肤烧伤和创伤,可用于制备皮肤修复的生物支架材料,有助于加速创面愈合和减轻炎症反应。
三、修复软骨损伤
角蛋白也可以用于修复软骨组织的损伤。
软骨组织是一种具有良好弹性和减震性能的特殊组织,但容易遭受各种损伤。
软骨损伤的治疗一直是一个难题。
研究表明,角蛋白可以促进软骨组织的再生和修复,可用于制备软骨修复的生物支架材料,有助于加速软骨组织的修复和恢复。
四、制备医用敷料
角蛋白还可以用于制备各种医用敷料,如止血敷料、湿敷料等。
角蛋白自身具有较强的亲水性和生物相容性,可以与体液充分接触,有助于促进创面的愈合。
另外,角蛋白还能有效地促进血小板活化和凝聚,从而发挥止血的作用。
角蛋白在生物材料中的应用

材料导报
2012 年 11 月 第 26 卷 专 辑 20
角蛋白在生物材料中的应用*
张 全 彬 ,敖 宁 建
(暨南大学生物医学工程系,广州 510632)
摘要 结合角蛋白自身特殊的结构及其性能,介绍了角蛋白的提取方法,如机械法、酸碱 法、还 原 法、氧 化 法 和 金属盐法等;重点综述了角蛋白及其改性产品在生物材料 中 的 应 用,如 角 蛋 白 可 以 作 为 骨 折 内 固 定 棒、人 工 腱、烧 伤 敷 料 、注 射 生 物 复 合 填 充 材 料 等 ;最 后 展 望 了 角 蛋 白 的 应 用 前 景 和 发 展 方 向 。
Abstract Combining with the special structure and properties of keratin,the extraction methods of keratin are introduced,such as the mechanical method,acid-base method,reduction,oxidation and metal salts,etc.The applica- tion of keratin and modified products in the field of biological materials are emphatically reviewed.For example,the keratin is produced for fracture fixation rods,artificial tendons,burn dressings and injectable bio-composite filling ma- terials.Finally,the prospects and development direction of the keratin are pro海绵结构材料,该材料是一种成骨细胞生长状 况 良 好 的 骨 替代材料,与人体自身的骨骼有极 佳的 亲 和 性。高 分 子 量 的 人发角蛋白具有与人皮肤角蛋白相同的结构及 修 复 因 子,可 用于制备人造皮 肤 和 人 造 血 管 等 器 官,且 无 排 异 作 用,是 生 物移植等领域极具潜力的新型生物医学材料 。 [3,4]
人发角蛋白生物材料的医学应用

人发角蛋白生物材料的医学应用角蛋白是一种由动物角质组织中的角质细胞合成的特殊蛋白质,在医学领域中具有广泛的应用前景。
人工合成的角蛋白生物材料已被应用于伤口愈合、组织再生和生物医学工程等领域,在医学治疗中发挥着重要作用。
角蛋白生物材料在创伤愈合中发挥着重要作用。
角蛋白具有骨架结构特点,具有高度的生物相容性和生物降解性,能够为创伤愈合提供支撑和保护。
临床研究表明,应用角蛋白膜覆盖创面能够有效促进伤口愈合,并具有抗菌和止血的功能。
角蛋白还能够促进新血管生成,加速组织修复和再生,对于深层创面愈合非常有帮助。
角蛋白生物材料在组织工程中具有重要价值。
角蛋白能够提供生物支架和细胞外基质,为细胞黏附和生长提供良好的环境。
通过将细胞培养在角蛋白基质上,可形成具有生物学功能的组织工程修复材料,如皮肤、骨骼和软骨等。
研究表明,应用角蛋白生物材料进行组织工程修复,能够有效促进受损组织的再生和修复,提高治疗效果。
角蛋白生物材料还具有在药物传递和基因治疗中的潜在应用。
由于角蛋白本身具有较高的稳定性和复杂的结构,可被用作药物载体,将药物嵌入到角蛋白微粒中,以实现药物的控制释放。
角蛋白还能够通过改变其结构和功能,用于基因治疗的载体和递送材料。
角蛋白生物材料在医学领域中具有广泛的应用前景。
其作为创伤愈合材料可促进伤口的愈合和修复;作为组织工程修复材料可实现受损组织的再生和修复;作为药物传递和基因治疗载体可用于精确的药物控制释放和基因递送。
随着生物医学技术的不断发展和角蛋白生物材料的进一步研究,相信它在医学治疗中的应用将成为一个重要的发展方向,为人类的健康事业做出更大的贡献。
羽毛角蛋白的开发与利用(粗略版)

角蛋白的开发与利用
动物饲料
皮革 角蛋白膜材料
化肥
纺织 可降解高分子材料 角蛋白离子液体
多功能材料
动物饲料
• 角蛋白是羽毛的主要组成物质,占羽毛总质量的 90%, 但由于双硫键、氢键和疏水作用等强作用力的存在,羽毛 角蛋白具有很高的交联度,所以,天然的羽毛角蛋白是不 溶于水的,且不易被胰岛素、胃蛋白酶和木瓜蛋白酶等消 化,直接用于动物饲料,其消化率、吸收率很低。天然角 蛋白经物理、化学或生物方法处理后得到可溶性的羽毛蛋 白可以显著提高其消化率。用不同方法提取的羽毛蛋白其 消化率和适口性不同,一般来说,用生物技术提取的可溶 性蛋白的消化率较高。
L/O/G/O
羽毛角蛋白的开发与利用
Lecturer:王森胜
主要内容
随着资源与环境压力的增大,促使不少企业对资源能源的高效 利用及废弃资源的回收再利用与深加工越发关注。 在此,简要介绍有关家禽羽毛废弃物的开发与利用情况
1 羽毛角蛋白的简要介绍
2 羽毛角蛋白的主要降解方法
3 羽毛角蛋白的开发利用
4 研究进展与未来发展
放线菌——显微镜下的结构
降解羽毛角蛋白的细菌
• 可降解羽毛角蛋白的细菌发现的比较晚。1990年 Williams 等从家禽养殖废物的消化系统中获得分 解羽毛的地衣芽孢杆菌 , 但只能降解高温蒸煮过 的羽毛, 而从该高温系统中分离出的弧菌科细菌 2 天可使未蒸煮过的羽毛完全降解。胡介卿等从土 壤及动植物体内分离到 5 株角蛋白分解菌, 其中 从鸬鹚肠道分离的 F5 变异株枯草芽孢杆菌具极 强的分解能力, 至120 世代仍保持原有分解能力, 且有增长趋势, 而其它菌从40 世代就开始下降。 分离到的可降解角蛋白的细菌还有嗜热杆菌P 001A和嗜热厌氧菌闪光杆菌。
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角蛋白在生物可降解材料的应用
结合角蛋白自身特殊的结构以及使用性能,本文希望能够对于角蛋白的提取方法进行介绍,使用机械方法、酸碱方法、还原方法、氧化方法技术研发的各种方法都可以提取角蛋白,而角蛋白及其改性产品,在生物材料的应用过程中,起到了越来越广泛的使用目的。
角蛋白可以作为骨折内固定棒、注射生物复合填充材料等。
各种对于角蛋白的应用发展,都表现出角蛋白在生物可降解材料的应用具有非常独特的发展前景,其应用范围在新型材料等领域内具备非常独特的优势。
标签:角蛋白;生物;可降解材料
前言:近年来,由于角蛋白具有独特的生物特性和分子结构,其优越性决定其在生物学特性领域展现了良好的材料力学性能,这种高分子的角蛋白由于具有更好的机械强度,加工起来也非常方便,降解性和生物相容性很强,因此在与生物系统相结合的过程中,常被用于诊疗和治疗体内有机体的组织等。
角蛋白可以促进器官增进其功能使用力,并且无毒副作用,具有极强的生物相容性,而一般高分子材料则很难达到这种需求,因此,角蛋白及其改性产品目前在材料应用领域、医疗应用领域都具有非常良好的使用效能,具有很好的发展前景。
1.角蛋白的结构和特性
1.1角蛋白存在的主要范围。
角蛋白存在的范围,主要存在于动物衍生物蛋白,角蛋白具有包容性,往往是外胚层结构的蛋白,广泛的存在于动物的皮肤以及皮肤的衍生物质中,比如说动物的毛发,动物的爪子,鳞片羽毛等等,角蛋白可以分为a-角蛋白和b-角蛋白两种,其中a-角蛋白具有更好的伸缩性,比如说一颗毛发就可以伸缩到原来长度的两倍以上。
不过,当a-角蛋白被过度拉伸之后,它的氢键可能会被破坏,虽然不能复原,但是这种拉伸性的范围依然是非常广泛,可以大量适用于医用材料的研制范围和研制领域。
1.2角蛋白不溶于水的特性。
角蛋白的不溶水特性是显而易见的,这种不溶于水的特性主要是由于其折叠结构和螺旋结构所决定的,角蛋白尤其是b-角蛋白分子结构呈现非常明显的反平衡式折叠结构,这些贴片以平行的方式,堆积成多层塔式结构,角蛋白的细胞链之间以氢键相连接,内层靠范德华力相维系。
因此,角蛋白的结构相对比较坚固,具有很好的伸缩性和延展性,这种不溶于水的纤维状动物蛋白质伸缩性很好,在a-角蛋白之中,通过s电形成了稳定的空间立体网状结构,分子之间的疏水作用和氢键作用,使得天然角蛋白在许多溶剂中都不溶解。
1.3角蛋白稳定的化学特性。
角蛋白具有稳定的化学特性,这与角蛋白不溶于水的特性是相一致的,强烈的酸碱或氧化剂在破坏分子时,可能会破坏角蛋白二级结构的分子作用力,但是,角蛋白的肽链是不容易发生断裂的,得到的产物往往是分子量较小的角蛋白。
2.1角蛋白的降解细菌分类。
角蛋白的降解细菌分类是比较广泛的,早在19世纪初期,人们就发现了生物能降解微环境,角蛋白可以降解细菌,真菌,放线菌,这些细菌的分类分离了能合成角蛋白的细菌种类,可以降解人体内的角质层,而且不产生毒素,也可以在动物如家禽的养殖过程中采用高温厌氧消化系统等方法,发现羽毛角蛋白和其他种类的角蛋白,通过进一步的分类为人所用。
2.2角蛋白的酶解机理及步骤。
角蛋白中70%是a-蛋白,这种蛋白的组成特点是含硫量比例所决定的。
按照另一种分类来看,角蛋白还可以被分为硬角蛋白和软角蛋白,角蛋白的质地相对比较坚硬,结构很牢固,在动物毛发的衍生物中大量存在,羽毛和部分鳞片中的角蛋白也存在着很强的折叠结构,这种纵向螺旋的角蛋白,由于含有大量的半胱氨酸残基,因此其良好的伸缩性能,受到人们的喜爱。
2.3角蛋白的可降解影响因素。
微生物合成角蛋白酶种类多种多样,提纯之后的角蛋白酶是一种单体蛋白,这种角蛋白产物在提取过程中,可能会受到很多因素的影响,而影响其品质,温度是第一个影响因素,地衣芽孢杆菌的最大优点就可以在低温下存活。
第二个因素,是其他物质的影响,各种杂质也可以影响到角蛋白酶的生成特性,比如说添加碳源或者氮源的角蛋白酶可以延长角蛋白酶的活性,钙镁离子对于较大也有促进作用,湿度也会影响角蛋白酶的滋生和生长,最适宜的温度和湿度相结合,就可以促进高品质角蛋白酶的生成。
3.角蛋白在生物可降解领域的应用
3.1废物处理角度的应用角蛋白酶被多方面的应用到很多生物材料可降解领域,比如说在废物处理的角度来说,由于从微生物中提取的角蛋白酶具有很强的活性,可以水解多种难降解的蛋白和纤维,因此,具有非常广泛的应用前景,尤其是在废物处理时可以处理更复杂的生物污染环境。
3.2饲料制备角度的应用。
在饲料制备的过程中,角蛋白酶由于来源于生物的衍生物,因此,尤其是以羽毛粉为主要含量的蛋白质材料和来源,都可以作为饲料的基本组成,虽然羽毛粉不能直接被动物吸收,但是只要通过预先的高温蒸煮处理或者化学处理,就可以消耗大量的动力和能源,破坏一些基本的氨基酸,这种经过处理之后的微生物角蛋白酶反而非常容易消化,是目前饲料使用的一种低成本材料,其获得的营养成分非常丰富,与大豆粉的营养含量和成分基本趋同。
3.3有机肥料制备方面的应用。
在有机肥料制备方面,由于角蛋白酶是微生物降解材料成本较低,而且无毒副作用,羽毛废物可以被逐渐的降解,缓慢的释放氨元素,因此,角蛋白酶在有机肥料的制备方面有很广泛的应用前景。
同时角蛋白酶还可以被广泛的应用到其他的工业用途,在生物制备,清洁剂生产等方面也可以起到相辅相成的配合作用。
结束语:
角蛋白酶作为一种新型的生物材料,由于其成本较低,无毒副作用,而且可以被微生物降解,不会对环境造成不良的破坏作用,因此,具有越来越广阔的应用前景和应用空间。
在强调可持续性发展的今天,角蛋白酶的研發和废物的利用,是目前一个很好的生物制备发展前景,是我国提倡可持续性发展的环保举措之下的一种良性之举。