胶原蛋白的研究进展汇总.共32页文档
胶原蛋白在生物医药工程中的应用及研究进展
胶原蛋白在生物医药工程中的应用及研究进展作者：曲丽丽董志娟来源：《科学与财富》2016年第07期摘要：胶原蛋白作为生物材料用途最广泛的材料之一，其良好的生物兼容性和安全性成为了生物医药工程材料中的主要来源。
胶原蛋白能够制成膜、微胶囊、水凝胶等药物材料，近些年来，在人体皮肤和人体骨骼方面也取得了一些成就。
文章围绕胶原蛋白在生物医药工程中的应用展开简单论述，并对它涉足的领域发展情况和研究进展加以探讨。
关键词：胶原蛋白；生物材料；药物传输系统；组织工程胶原蛋白是哺乳动物中含量最丰富的蛋白，占蛋白量总体的一半以上，在人体组织和器官中有着非常重要的作用，并且能够作用于机体细胞表面，使其具备更加紧密的状态。
在活的生物体中被广泛用于提纯，具备一定的抗原性。
与其他天然聚合物相比较，胶原蛋白具有良好的生物降解性，在生物相容性上也优于人体的其他组织。
一、胶原蛋白的性质胶原蛋白是人体内分布最广，形态变化复杂多样的成分，具有一定的可塑性。
大部分组织中不容性纤维就是由蛋白质组织形成的，它的分布遍及人体整个组织器官中。
胶原蛋白分子表面存在大量的极性侧基，可以与水分子结合生成氢键组合，能够附着在胶原分子周围，形成一层水分子膜，并且呈现胶体状态。
目前胶原蛋白在医药、食品、生物等领域十分广泛，它的制备方法操作也相对简单。
胶原水溶胶冷冻干燥，便可制得多孔的胶原海绵，改变胶原溶液的浓度可控制胶原海绵的间隙程度。
而胶原蛋白原膜的制备方法与胶原海绵的方法大致一样，在空气中直接干燥就能形成膜。
复合型的胶原产品则是在胶原水溶胶中参杂了一些原料制备而成。
随着各种各样的胶原蛋白产品进入市场，胶原蛋白在生物技术产品中的应用也得到广泛关注。
二、胶原蛋白作为基体的药物传输系统1、胶原蛋白海绵胶原蛋白海绵子在治疗严重烧伤和多种类型的创伤方面都有着广泛的用途，能够吸收大量的组织渗透液，对伤口有预防且快速干结的作用，能够起到很好的润滑作用。
利用胶原蛋白海绵植入实验中，可以明显看到烧伤部位的皮肤在迅速愈合。
胶原蛋白在化妆品中的应用研究进展
及治疗皮肤疾病 ， 这种化妆品在特殊需要的情 的鱼胶原蛋白高 ， 细胞粘接性强 ， 具有 良好 的 况下更体现出优势。 吸收性和保湿性 ， 且其氨基 酸 的组成、 分子量
胶 原 的活 性 ， 皮 肤 细 胞 的 生 存 环 境 得 到 改 使
善， 并促进组织的新陈代谢 ， 达到营养滋润 、 美 ②保湿性 ： 胶原 蛋 白中含有 大量 的甘氨
胶原 是一 种天 然 蛋 白质 ， 广泛存 在 于动 物 容养 发 的 目的 。 的皮 肤 、 、 骨 、 骨 软 牙齿 、 肌腱 韧带 和血管 中 ， 是 结缔 组 织极 重 要 的结 构 蛋 白质 ， 着保 湿 因子 ， 羟 这些
３ １ 哺 乳动 物胶原 蛋 白的应 用 ．
低、 产物分子量较高 ， 与之相反 ， 在保湿型化妆
哺乳 动 物胶 原 蛋 白在 化妆 品 中 的应 用 很 品中则要求其水解程度高、 产物分子量小 ， 能 普遍 ， 多胶 原蛋 白类 化妆 品所 添 加 的都是 哺 够在极性溶剂中很好的溶解 。杨华等用蛋 很 ¨ 乳动 物 骨或皮 胶 原蛋 白。
３ ２ 鱼类胶 原蛋 白的应 用 ．
大小 等特征与牛胶原蛋白很相似 ， 是适合于替 １ 中国水产加工业的鱼皮 、 鱼鳞等下脚 料 ， 代牛胶原蛋 白的一种化妆品新原料【 。闫鸣 其中含有大量胶原蛋 白， 之可惜 ， 弃 又造成环 艳 等 将 深 海 鱼皮 胶 原 肽添 加 到 面 膜 中制得 紧
王昱 琳
北京化工大学材料科学与工程学院 ， 北京 １ ０ ２ ００９
摘 要 ： 要 介 绍 了胶 原 蛋 白在 化 妆 品 中 的应 低抗原性 ， 主 使其 成为研究化妆 品热 门课题 ， 在
胶原蛋白的研究进展及其在化妆品中的应用_王学川
收稿日期:2005-05-10;修回日期:2005-08-28基金项目:陕西科技大学博士基金资助项目(04BJ02)作者简介:王学川(1963-),男,博士,教授,硕士生导师,电话:(0910)3579733,E -mail :wangxc @sust .edu .cn 。
胶原蛋白的研究进展及其在化妆品中的应用王学川1,任龙芳1,强涛涛1,周国祥2,李富勇2(1.陕西科技大学资源与环境学院,陕西 咸阳 712081;2.山东淄博大桓宏荣明胶有限公司,山东 淄博 256400)摘要:概述了胶原蛋白的概况、特性、研究现状及其制备方法;阐述了胶原蛋白及其水解产物在化妆品、医药、功能保健食品、饲料、造纸和生物发酵等相关领域的应用;着重展望了胶原蛋白在化妆品中的发展前景。
关键词:化妆品;胶原蛋白;水解产物;应用中图分类号:TQ658 文献标识码:A 文章编号:1001-1803(2005)06-0388-05 胶原及其水解物与人皮肤胶原的结构相似、相容性好,存在着离子键、氢键等相互作用,由其制备的化妆品材料,可以渗透到皮肤的深层,对皮肤没有刺激作用,是一类十分有效的化妆品添加剂或原料。
据美国CTFA 化妆品原料手册录用的天然物质和《功能性化妆品原料》中的介绍,选用的天然物质中都有胶原蛋白或其水解产物(如羟脯氨酸、脯氨酸和丝氨酸等)[1]。
因此,研究探索从生皮、灰皮和革屑中提取胶原蛋白或其水解产物,并将其用于化妆品等高附加值领域是目前的一个研究热点,也符合现代社会化妆品发展的要求。
1 胶原蛋白的概况胶原蛋白是由动物的成纤细胞合成的一种生物高分子,是一种白色、不透明、无支链的纤维型蛋白质,它主要存在于动物肌腱、韧带、软骨、皮肤及其他结缔组织中,是哺乳动物体内含量最丰富、分布最广的一种蛋白质,约占哺乳动物总蛋白的1/3。
它具有支撑器官和保护肌体的功能,也是组成细胞间质的最重要功能蛋白质。
随着生物化学的发展,人们对胶原蛋白的认识逐渐提高,现在已经肯定胶原蛋白和免疫球蛋白一样,富有多样性和组织分布的特异性,是与各组织、器官机能有关的功能性蛋白。
生物医学材料胶原蛋白的研究进展_胶原的分离纯化及交联_李贺
［ ］ # # 醋酸 溶 液 。利 用 中 性 盐 溶 液 提 取
定的用途， 还必须设计胶原材料的降 解速率。例如， 作为止血剂， 一旦血液 凝结后胶原的使命就结束了， 而对于 作为移植的支架材料来说， 胶原必须 在体内保持支架材料的稳定， 直到最
常必须在胶原分子中引入外在交联以 保证胶原材料一定的机械强度以及对 胶原酶的惰性。
提取的胶原再经过透析、 沉降、 离心即 可得纯化胶原。但对于大多数动物组 织来说， 中性盐溶解胶原的含量极低 甚至没有， 因此采用中性盐溶剂提取 胶原的方法不适合大规模提取胶原。 图# 给 出 了 该 法 提 取 胶 原 的 一 般 流 程。 # " % 酸溶性胶原 在胶 原 的 提 取 中， 稀 酸， 例 如， ／ 柠檬酸缓冲液， ! " $ & ’ ( ) 醋酸， .值 要比中性盐 在% ! / 之间的盐酸溶液， 溶剂更为有效。稀酸可以破坏醛亚胺 型分子间的交联， 但不能破坏较为稳 定的酮亚胺型的交联。因此， 稀酸 溶 液不适合从酮亚胺交联键较为丰富的 组织， 例如骨、 软骨中提取胶原。一般 利用稀酸溶液提取胶原的流程是先将 组织在较低温度下研磨粉碎， 再用中 性盐溶液清洗， 除去可溶性蛋白和多 糖， 然后在低的离子强度条件下提取
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胶原蛋白的研究进展
胶原蛋白研究进展*：通讯作者.23465145378@摘要: 胶原蛋白以其独特的生物特性而具有广阔的应用前景．对近年来国内外学者与生产厂家对胶原蛋白的制备、生物学功能作用及应用方面的研究进展进行了综述，以期充分有效地利用该生物资源．关键词: 胶原蛋白; 制备; 功能; 应用引言:胶原蛋白( collagen) 是细胞外基质的主要成分，约占胶原纤维固体物的85%，占动物体内蛋白质总量的25% ～30%，它广泛存在于动物的结缔组织( 骨、软骨、皮肤、腱、韧等) 中，对机体和脏器起着支持、保护、结合，以及形成界隔等作用［1］．目前，已发现的胶原蛋白有20 多种，它们在动物体内有着不同生理功能，其中，科研人员研究较多较深入的是Ⅰ型胶原蛋白．Ⅰ型胶原蛋白( 以下所述胶原蛋白均指Ⅰ型胶原蛋白) 分子长度约为300 nm，直径约为115nm，呈棒状，由3 条多肽链构成3 股螺旋结构，即: 2条αⅠ链，1条αⅡ链，αⅠ链和αⅡ链只是在氨基酸顺序上有微小差异．胶原蛋白特有的左旋α链相互缠绕构成胶原蛋白的右手复合螺旋结构，在螺旋区段，氨基酸呈现( Gly-X-Y) n 周期性排列．胶原蛋白中，甘氨酸( Gly) 含量较大，约占30%，脯氨酸( Pro)和羟脯氨酸( Hyp) 共占约25%，而一般动物蛋白质中羟脯氨酸含量极微少．可以说，羟脯氨酸是胶原蛋白特有的氨基酸，其含量多少与胶原蛋白的稳定性、变性温度成正性相关［2］．同时，胶原蛋白具有很强的生物活性及生物功能，能参与细胞的迁移、分化和增殖，使动物的骨、腱、软骨和皮肤保持一定的机械强度．此外，胶原蛋白因其弱的抗原性和良好的生物相容性，在烧伤、创伤、眼角膜疾病、美容、矫形、硬组织修复、创面止血等医药卫生领域用途广泛．目前,国内外关于胶原蛋白的研究极为活跃，本文拟对胶原蛋白的制备、生物学功能及应用进行综述，以期充分有效利用该生物资源．1.胶原蛋白的制备目前，对胶原蛋白的提取主要有3 种方法，即酸法、酶法与碱法．因此，根据提取方法的不同，胶原蛋白也可以分为酸溶性胶原蛋白、酶溶性胶原蛋白以及碱溶性胶原蛋白，这3 种胶原蛋白的结构、理化性质与用途都不同．此外，随着动物年龄的增长，胶原蛋白中的分子间架桥随之增多．对于年龄较小的动物，一般采用中性盐溶液( 1 mol /L 以下的NaCl 溶液或Na2HPO4溶液) 或者稀酸溶液( pH 值4． 5 以下的酸性溶液) 便可以将可溶性胶原蛋白从动物结缔组织中提取出来．稀酸溶液能切断分子间架桥，较中性盐溶液的提取能力强，通过酸处理后仍然不能溶解提取的胶原蛋白一般称为不可溶性胶原蛋白，通常采用酶或者碱处理的方法进行提取．由于受口蹄疫、疯牛病等的影响，人们对提取制备胶原蛋白的原料，已从常用的猪、牛真皮逐渐开始采用鱼鳞、鱼皮等原料．但鱼类胶原蛋白中羟脯氨酸含量较低，导致其变性温度也相对较低，如果温度稍微提高，胶原蛋白容易变性，不能制成产品．目前，胶原蛋白的研究热点之一是开发耐热胶原蛋白，旨在保持原有胶原蛋白特性的基础之上，提高胶原蛋白的耐热性，进而达到制备安全、稳定、有效的胶原蛋白制品的目的．井原等［3］采用酸法对胶原蛋白进行提取，再用蛋白酶除去提取物两端的抗原性肽链，生成“脱端肽胶原”; 之后加入磷酸缓冲液调节至中性，此时，胶原蛋白分子会再次形成纳米纤维构造，变性温度上升10 ℃; 再将胶原蛋白用架桥剂水溶性碳二亚胺( EDC) 处理，实现更多分子间架桥，从而将变性温度从28 ℃提高到55 ℃，实现了提高变性温度的目的．2 胶原蛋白的生物学功能2．1 细胞功能调节功能细胞外基质( extracellular matrix，ECM) 与细胞支架相互作用可将化学和机械信号通过细胞膜上的受体进行转换，并导致细胞形态、蛋白质和其他细胞功能发生变化．在ECM 与细胞膜成分之间的相互作用关系中，胶原蛋白能直接与细胞膜受体相互作用，或间接与ECM 中的糖蛋白或糖胺聚糖相互作用，对细胞膜受体施加影响以参与细胞行为的调控．而在生理或病理机制的调控下，胶原蛋白有机地参与细胞迁移和代谢，从而使细胞更准确地发挥其功能．此外，研究发现，采用注射合成胶原结合肽的凝胶，可以在动物体内体外增强成骨作用．通过Ⅰ型胶原蛋白处理后的ADAMTS-1 可提高动物成骨细胞的三维生长．将可吸收胶原蛋白海绵与人类基本成纤维细胞生长因子重组体结合，可促进鼠坐骨神经的再生［4］．2．2 止血、创伤愈合功能天然胶原蛋白聚集体是一种很好的止血剂．研究人员在实验中发现，出血小板首先黏附于胶原蛋白表面，诱导血小板释放，大量的血小板聚集最终产生止血栓，胶原蛋白的止血活性依赖于胶原蛋白聚集体的大小和分子的天然结构，变性的胶原( 明胶)白无明显的诱导止血功能．胶原蛋白的天然结构尤其是足够发达的四级结构，是胶原蛋白具有凝聚能力的基础，而采用胶原蛋白制备的凝血材料，如胶原/壳聚糖复合膜的止血性能比明胶等一般材料要好得多.2．3 美容功能通常，皮肤中的胶原蛋白以Ⅰ型胶原蛋白为主，随着人们年龄的增长，分子间架桥日益增多，胶原蛋白纤维亦越紧密，使得皮肤容易老化而变僵硬、松弛．胶原蛋白与人体组织的亲和性很好，有利于自身组织的修复再生．研究发现，当注射胶原蛋白几周后，动物体内形成正常的结缔组织，使受损老化的皮肤得到填充和修复，从而达到延缓皮肤衰老的目的，而胶原蛋白溶液还有很强的抗辐射作用，且能形成较强的保水层保护皮肤。
胶原蛋白行业深度研究报告-生物医药材料下一个风口
胶原蛋白行业深度研究报告生物医药材料下一个风口1. 重组法将拓展胶原蛋白生物材料的应用1.1胶原蛋白微观视角：一种生物性高分子物质胶原蛋白为白色、不透明、无支链的纤维性蛋白质，是细胞外基质最重要的组成成分，以高分子形态存在于所有多细胞动物体内，扮演结合组织的角色。
胶原蛋白通过特定的三螺旋结构维持其活性胶原蛋白特有的三螺旋结构，是其理化特性和生物学活性的基础。
胶原的三重螺旋结构[(Gly-X-Y)n 重复序列]是其特有的活性构象，众多胶原蛋白大分子彼此并排形成纤维互相交联的结构，该结构使胶原蛋白具备高拉伸强度，能够更稳定的在生物体内发挥支撑作用。
胶原蛋白是重要生物材料，广泛分布于人体组织胶原蛋白是组成人体重要的蛋白质。
一个成年人的身体内约有胶原蛋白3kg。
主要功能是维持皮肤和组织器官的形态和结构，同时也是修复各损伤组织的重要原料物质。
胶原蛋白约占人体蛋白总量30%。
广泛分布于人体的组织，包括皮肤黏膜、肌肉、头发、骨骼、软骨、关节、器官等组织中。
1.2胶原蛋白是良好的生物材料外源性胶原蛋白生物材料是良好的医用生物材料，具备其它合成材料所无法比拟的生物降解性能、低抗原活性、低刺激性、低细胞毒性，可以促进细胞生长、促进细胞粘附、与新生细胞和组织协同修复创伤等特性，使其在再生医学、药物释放等领域应用空间大。
随着人的逐渐衰老，需要依赖外源性胶原蛋白补充（包括注射填充胶原蛋白、食补水解胶原蛋白肽等方式）或者其它活性填充材料、使用光电类美容仪器等刺激自身合成胶原蛋白的手段。
其中通过注射方式是最直接有效的补充方式，直接将胶原蛋白注射入人体凹陷或皱纹部位，起到填充的效果。
胶原蛋白的应用范围广泛外源性胶原蛋白制备工艺不同，可分为胶原、明胶、水解胶原蛋白和重组胶原蛋白，虽然具有同源性，在结构和性能和功效上却有很大的区别：活性胶原蛋白保留特有的天然三螺旋结构，是理想的组织修复材料，广泛用于医用材料；明胶是胶原在高温作用下的变性产物，失去活性，分子量分布宽；水解胶原蛋白为胶原蛋白肽，分子质量更小。
胶原蛋白的研究进展
肉类研究MEAT RESEARCH 2010.1收稿日期：2009-11-04作者简介:王丽娜,1986-,女，硕士研究生，研究方向：兽医公共卫生学.Email：wannnglina@ 通讯作者：黄素珍 山西农业大学动物科技学院 邮政编码：030801胶原蛋白的研究进展王丽娜，黄素珍（山西农业大学 动物科技学院，山西 太谷 030801）摘 要：本文对胶原蛋白的性质、提取方法以及它的功能和发展前景等研究进行了简单的综述。
主要对胶原蛋白的来源做了详细的介绍。
关键词：胶原蛋白；来源；功能；研究进展Research Progress About CollagenWANG Lina ，HUANG Suzhen(Veterinary Medicine and Animal Science, Shanxi Agriculture University, Taigu Shanxi 030801)Abstract: This paper is mainly introduce the development ,the characterize and the distill method of collagen. We make a detail introduction to the source of collagen.Key words: collagen; source; founction; research process中图分类号：TS201.1 文献标识码：A 文章编号：1001-8123(2010)01-0016-070 前言胶原蛋白是哺乳动物体内含量最丰富、分布最广泛的蛋白质，占人体内蛋白质总25％，相当于体重的6％。
它存在于动物皮肤与骨胳中，如猪皮、牛筋、禽的皮肤及骨骼中含有大量的胶原蛋白。
胶原蛋白的营养十分丰富。
胶原蛋白富含除色氨酸和半胱氨酸外的18种氨基酸，其中维持人体生长所必需的氨基酸有7种，胶原蛋白中的甘氨酸占30％，脯氨酸和羟脯氨酸共占25％，是各种蛋白质中含量最高的，丙氨酸、谷氨酸的含量也比较高，同时还含有在一般蛋白中少见的羟脯氨酸和焦谷氨酸。
胶原蛋白的研究进展
4、胶原蛋白的应用
4.1食品领域的应用
4.1.4食品涂层材料
近年来,人们发现将明胶用于食品涂层上具有很多好处,如: 避免食品氧化,抑制褐变反应;防止食品吸潮及僵硬;使食品表 面有光泽;作为稳定剂,防止产品干缩变形;具有保鲜作用,明胶 溶液可在果蔬表面形成皮膜,能保证食品的新鲜度和天然风味; 防止食品腐败,延长食品的保存期;提高挥发性食品成分的保存 性;调整溶解性。
如右图示当真皮 层的胶原蛋白（ 右图黄色部分） 被氧化、断裂后 ，对表皮的支撑 作用就消失了， 因此造成不均一 的塌陷，这样皱 纹就产生了。
2、胶原蛋白的结构及功能特性
2.1 胶原分子的结构
胶原分子是由3条α肽链以右
手螺旋方式形成蛋白质，主要
含有α－氨基酸、脯氨酸、羟氨酸、羟赖氨酸、 Nhomakorabea脯氨酸等。
3、胶原蛋白的提取
3.3氧化法
氧化法的原理是在弱碱性条件下,利用氧化 剂(通常H2 02)将鞣革废渣中Cr3+氧化成Cr6+ (成为可溶性的 铬酸盐),使Cr6+从蛋白质的肽链上脱落下来,从而实现铬与胶 原蛋白的分离。如在碱性介质中,根据双氧水氧化三价铬的原 理,采用酸-碱-氧化交替的方法,也可获得低含铬量的胶原,并保 持了胶原分子的结构。王远亮等采用碱性脱铬剂和氧化剂配 合使用的脱铬方法,脱铬效果显著,脱铬后胶原含铬量低。大量 研究表明:用氧化法脱铬,速度快,对胶原的结构破坏程度小,获 得的胶原产物分子量较大,色泽好,脱铬效果好,但在处理过程 中会产生有毒的Cr6+。
3、胶原蛋白的提取
目前提取胶元蛋白主要从皮革废弃物中,国内外已有不少研究。根据文 献,从铬革屑中提取胶方法很多,根据处理剂的不同其提取方法分为以下 几种。