家蚕丝蛋白生物材料新功能的开发及应用
蚕丝蛋白的综合利用和发展前景
用，是美容类化妆品的上乘基础材料。 • 蚕丝是多孔性纤维，因此吸水性强，渗透力佳，同时具极 佳锁水功能，因此蚕丝面膜可均匀释放精华液，深入肌肤 里层补水，长时间维持肌肤润泽感
蚕丝蛋白在食品，医药方面的应用
• 蚕丝的甘氨酸具有降低血液中胆固醇浓度的作用、可防止高血压和脑
蚕丝在服装领域的应用
• 蚕丝具有优良的吸湿性和透湿性，使体表始终保持一定水
分，防止皮肤干裂。 • 蚕丝的导热性小于绝大多数纺织纤维，所以人们穿着真丝 服装会感到冬暖夏凉。 • 桑蚕丝中的乙氨酸能与紫外线进行光化作用，因此蚕丝服 装能阻止或减少太阳光中紫外线对人体的侵害，起到保护 皮肤的作用。
蚕丝蛋白在化妆品方面的应用
蚕丝蛋白的综合利用
201111001091 宁佳昕
蚕丝蛋白的组成
蚕丝是蚕结茧时所分泌的丝液 凝固而成的天然连续长纤维。 蚕丝蛋白就是从蚕丝中提取的 天然高分子纤维蛋白。 蚕丝蛋白质含量高达98％，主 要由丝素、丝胶两种蛋白质组 成。其中丝素占70％～80％， 丝胶为20％一30％。丝素和丝 胶蛋白均含有包括人体必需氨 基酸在内的18种氨基酸。此外 丝蛋白还含不超过0．7％的钾、 钙、硅、锶、磷、铁和铜等多 种无机元素。源自蚕丝蛋白在美化环境方面的应用
• 高分子塑料的废弃物已造成严重的污染，蚕丝是纤维状蛋
白质，易受紫外线、微生物和酶的破坏。因此层压丝素膜 作为高分子塑料的替代品正受到人们的重视。除此之外还 有蚕丝纸等一系列产物。
蚕丝蛋白工业的展望
• 除上述所提及的方面外，蚕丝在生物技术方
面，复合材料方面以及纺织工业等方面均有 巨大贡献。 • 人们对蚕丝蛋白的研究和利用还非常有限。 如在纺织工业上要提高质量，提高染色牢度、 改善泛黄、增加新品种等；在化妆品方面的 某些作用机理尚未十分明确；蚕丝功能性食 品在人体内发挥生理功效的作用机理尚未完 全阐明等。这些应是今后对于蚕丝蛋白的主 要研究方向。 • 由于蚕丝蛋白的独特生理性能，加强其在生 物医学、医用材料、生物技术方面的应用也 是开发蚕丝蛋白的一个重点研究方向。我国 有充足的下脚料茧和废丝原料，也有广阔的 消费市场，因此蚕丝的开发利用将有非常广 阔的前景。
蚕丝蛋白在组织工程中的应用
蚕丝蛋白在组织工程中的应用蚕丝蛋白作为一种天然材料，因其优异的生物可降解性、生物相容性和生物活性而备受关注。
随着生物技术的不断发展和进步，蚕丝蛋白在组织工程中的应用逐渐成为了一个热门研究领域。
本文将从蚕丝蛋白的基本特性、制备方法以及其在组织工程中的应用等多个方面进行探讨，旨在为读者提供全面深入的了解。
一、蚕丝蛋白的基本特性蚕丝蛋白是蚕丝蛾幼虫精细的腺体分泌物，主要由丝素和丝胶蛋白组成。
其化学结构与人体结缔组织中的胶原蛋白非常相似，且具有良好的生物相容性和低免疫原性，因此被广泛应用于组织工程领域。
蚕丝蛋白的生物可降解性比较好，可以被人体内的酶类降解成小分子物质，被清除出体内。
同时，蚕丝蛋白的生物活性也非常突出，可以促进血管生成、细胞增殖和再生等过程。
二、蚕丝蛋白的制备方法目前，蚕丝蛋白的制备方法主要有两种，一种是经过提取处理的天然蚕丝蛋白，另一种则是基因工程生产的重组蚕丝蛋白。
天然蚕丝蛋白制备方法繁多，具体操作流程根据不同的方法而有所不同。
最常用的操作方式包括蚕籽的饲养、蚕茧的取出、蚕茧皮的除去、蚕丝的提取和净化等过程。
而重组蚕丝蛋白则是通过基因工程技术，将蚕丝蛋白基因导入到表达载体中，然后通过细胞培养、纯化等过程获得重组蚕丝蛋白。
三、蚕丝蛋白在组织工程中的应用随着对蚕丝蛋白性质的进一步了解和制备技术的不断提高，蚕丝蛋白在组织工程中的应用也逐渐增多。
下面我们通过具体案例来了解一下蚕丝蛋白在组织工程中的应用情况。
1. 蚕丝蛋白支架的制备蚕丝蛋白支架是一种生物可降解的支架材料，可用于组织工程的修复和再生等工作。
其制备方法主要是将蚕丝蛋白加工成丝状或膜状，然后制成不同形状的支架样式。
此过程中需调节蚕丝蛋白溶液的浓度、PH值、温度等因素，以获得较高的力学性能和组织相容性。
2. 蚕丝蛋白的应用于皮肤修复蚕丝蛋白是一种能够促进细胞增殖和血管生成的物质，因此在皮肤细胞增殖和血管再生等方面具有潜在的应用价值。
研究人员通过将蚕丝蛋白与修复皮肤所需的细胞和生长因子结合，制成一种复合修复材料，可以应用于皮肤组织再生和修复。
蚕丝蛋白的合成及其仿生学应用的研究
蚕丝蛋白的合成及其仿生学应用的研究蚕丝蛋白是一种独特的天然蛋白质，在世界范围内有着广泛的应用价值。
其优异的物理化学性质和天然的生物相容性，赋予了其分别在医药、纺织、生物材料、电子等领域中的广泛应用。
本文将探讨蚕丝蛋白的合成及其仿生学应用的研究。
一、蚕丝蛋白的合成1.1 蚕丝蛋白的基础结构蚕丝蛋白是昆虫丝绸蛋白家族中唯一成纤维蛋白质，是由6种不同的丝素蛋白单体组成。
其中，丝素Ⅰ和Ⅱ是构成丝蛋白的重要组成部分。
在丝绸蛋白基因中，6种丝素蛋白基因分别编码了对应的丝素蛋白单体。
1.2 蚕丝蛋白的合成途径蚕丝蛋白的合成来源于蚕的蚕茧，主要以嫩茧为原料。
其产生的主要过程是经过松脱、热处理、碱性脱皮和酸性漂白等工艺步骤后，将蚕茧纤维的丝蛋白分离出来，再通过化学或生物合成方法将其转化为蚕丝蛋白。
二、蚕丝蛋白的仿生学应用2.1 蚕丝蛋白在医学领域的应用①仿生医学：由于蚕丝蛋白具有良好的生物相容性和水解性等特点，被广泛应用于仿生医学领域，如修复组织、修复器官等。
②药物增效：蚕丝蛋白是一种优异的药物载体，可以被用来增加药物的生物分布、延长药物的持续时间。
③伤口敷料：蚕丝蛋白具有良好的抗氧化性和抗菌性，适合用于伤口敷料等医用纺织品中。
2.2 蚕丝蛋白在纺织领域的应用①高档纺织品：蚕丝蛋白具有天然的闪光、柔软、透气、吸湿等特性，被广泛用于高档纺织品领域。
②功能性纺织品：蚕丝蛋白的优异物理化学性质使其可以被用于生产各类功能性纺织品，如保温、保湿等。
③医用纺织品：蚕丝蛋白的抗菌性、生物相容性和机械性能等特点使其适合用于医用纺织品中。
2.3 蚕丝蛋白在材料领域的应用①生物材料：蚕丝蛋白具有良好的生物相容性、弹性、耐久性等特点，可以被用于生产生物材料，如心脏修复材料、骨修复材料等。
②电子材料：蚕丝蛋白的特殊物化性质使其可以被用于电子材料领域中，如液晶显示器、太阳能电池等方面。
③环境友好材料：蚕丝蛋白是一种天然的、环保的材料，在制造过程中没有产生任何有害废气和废弃物，可以被广泛应用于环保方面。
蚕丝蛋白基因工程及其应用
蚕丝蛋白基因工程及其应用蚕丝是一种优异的天然纤维素材料，因其独特的结构和性能，在纺织、医疗、化妆品等领域具有广泛的应用前景。
而蚕丝蛋白作为主要成分，是蚕丝的关键组成部分。
近年来，随着基因工程技术的不断发展，人们开始利用蚕丝蛋白的基因工程来探索其广泛的应用价值。
蚕丝蛋白基因的克隆蚕丝蛋白基因是研究蚕丝的关键基因之一，其序列具有高度保守性，具有不同的蚕种及品系之间变异较小的特点。
因此，分离和克隆蚕丝蛋白基因是研究蚕丝的重要前提。
早在20世纪80年代，就有人开始尝试对蚕丝蛋白基因进行克隆。
随着PCR技术的发展和基因破译技术的不断完善，目前已经成功克隆出多种蚕丝蛋白基因。
这些蚕丝蛋白基因在结构和序列上有所差异，但都能够编码生物合成蛋白质所需的氨基酸序列。
蚕丝蛋白基因的功能研究在蚕丝蛋白基因的克隆过程中，同时对其功能进行了深入研究。
研究发现，蚕丝蛋白基因编码的蛋白质是一种非常复杂的大分子，由多种不同的基序组成，包括典型的重复序列、结构域和功能域等。
通过对这些基序的功能研究，人们逐渐揭示了蚕丝蛋白在蚕丝生长和形成过程中的作用机制，包括蚕丝的结构和力学性能等。
蚕丝蛋白基因工程的应用蚕丝蛋白基因工程作为一种新兴的技术，具有广泛的应用价值。
其中，蚕丝蛋白的纺织应用是最主要的领域之一。
在这个领域中，蚕丝蛋白基因工程技术主要用于改良蚕丝的性质和品质。
例如，通过改变蚕丝蛋白基因的重复序列，可以得到更加均匀和柔软的纤维。
此外，还可以通过改变蚕丝蛋白基因的组成和结构，来创造出新的纤维性能，如梦想蚕丝、金蚕丝等。
蚕丝蛋白基因工程也在医疗领域有广泛的应用。
蚕丝蛋白不仅具有良好的生物相容性和可降解性，还具有优异的生物结构和性能。
因此，蚕丝蛋白基因工程技术在制备可溶性蚕丝蛋白、蚕丝蛋白基质、蚕丝蛋白支架等方面有着广泛的应用前景。
这些产品广泛用于修复组织和器官、制备生物传感器、制造人工血管等领域。
此外，蚕丝蛋白基因工程技术还可以应用于化妆品、环境保护、食品添加剂等领域。
蚕丝丝胶蛋白及应用研究进展.pdf
蚕丝丝胶蛋白的应用研究进展王雪云朱良均闵思佳杨明英邓连霞张海萍（浙江大学应用生物资源研究所，浙江杭州，310058）摘要：丝胶蛋白是一种球状蛋白，具有优良的生物相容性。
其回收方法正由传统的方法向非催化高温水解法，离心分离，低温结晶和超滤等方法转变。
丝胶蛋白具有易溶、吸水、凝胶化、抗氧化等特性，在生物材料、医药、化妆品、食品等方面具有良好的开发潜能。
丝胶蛋白的后续开发研究具有广阔的应用前景。
关键词：丝胶蛋白；结构；回收利用；进展the Exploratory Development Progress on Silk SericinWANG Xueyun，ZHU Liangjun，MIN Sijiang，YANG Mingying，DENG Lianxia，ZHANG Haiping (Institute of Applied Bioresource Research，Zhejiang University，Hangzhou 310058，Zhejiang，China)Abstract: Sericin is a kind of spherical protein, with excellent biocompatibility as a natural macromolecular. The way of extraction on sericin has been gradually shifted from traditional approaches to non-catalytic high-temperature hydrolysis method, centrifugation (CFG), low temperature crystallization (LTC) and ultrafiltration (UF). Sericin is characterized by soluble, hydroscopic properties, gelation action, antioxidantal, it has great potential for utilization in the field of biomaterial, medicine, cosmetic, foodstuff. The further development of sericin has broad prospects.Key words: silk sericin; structure; reclaim; developments蚕丝主要由丝胶和丝素两种蛋白组成。
蚕丝蛋白基因工程的研究与应用
蚕丝蛋白基因工程的研究与应用随着人类对基因的研究逐渐深入，基因工程也逐步成为生物领域的一个重要分支。
其中，蚕丝蛋白基因工程是近年来备受关注的一个研究方向。
蚕丝蛋白作为一种天然的优质纤维素材，具有优异的机械性能和生物相容性，被广泛应用于医药、纺织、纸张等领域。
而通过基因工程技术对蚕丝蛋白进行改良，不仅可以提高其性能，也可以拓展其应用领域。
一、蚕丝蛋白基因工程的研究现状蚕丝蛋白基因工程研究主要涉及到两个方面，一是通过基因编辑技术进行蚕丝蛋白基因的改良与优化，二是通过表达载体向大肠杆菌等微生物中导入蚕丝蛋白基因进行表达。
首先，蚕丝蛋白基因的改良主要涉及到基因编辑技术的应用。
在过去的研究中，研究人员主要通过CRISPR/Cas9等技术对蚕丝蛋白基因进行精准编辑，以达到优化蚕丝蛋白性能和拓展应用领域的目的。
例如，通过改变蚕丝蛋白中的氨基酸序列，可以调节其力学性能和生物相容性；同时，还可以插入其他功能性基团，以实现蚕丝蛋白的多功能化。
其次，蚕丝蛋白基因的表达也是蚕丝蛋白基因工程研究的重点之一。
目前，大肠杆菌是蚕丝蛋白基因表达的主要宿主，利用重组DNA技术将蚕丝蛋白基因克隆进大肠杆菌中，在其表达的同时，通过特定的工艺对蚕丝蛋白进行提纯和加工，最终获得高品质的蚕丝蛋白纤维。
二、蚕丝蛋白基因工程的应用前景蚕丝蛋白基因工程可以通过优化蚕丝蛋白的性能和拓展其应用领域，为产业的发展带来新的机遇和挑战。
以下是蚕丝蛋白基因工程应用的几个方面：1. 医药领域近年来，蚕丝蛋白基因工程在医药领域的应用备受关注。
由于其天然的生物相容性和良好的组织相容性，蚕丝蛋白纤维已经成为一种优质的医用修复材料。
通过基因编辑和表达技术对蚕丝蛋白进行改良和表达，可以获得具有更好性能的蚕丝蛋白纤维，这为医用修复领域提供了新的解决方案。
例如，将蚕丝蛋白改良成可生物降解的材料，可以成功应用于一次性医用敷料和血管支架等医疗器械中。
2. 纺织领域蚕丝蛋白素被称为“天然的纺织品”，以其高强度、高韧性和优良的手感而被广泛应用于纺织品行业。
蚕丝蛋白的综合利用进展及发展趋势
学 ２０ ， （ ： ６ ６９ ０ ９３ ３ ６ — ９ ． ５ ）９ 参考 文献
【 ２ ］中华人 民共 和 国卫 生部 药典 委 员
丝开 发利用 的研 究逐 渐延 伸到食 品 、发酵 工业 新 材 料 、生 物 制药 、临 床诊 断 治疗 、
素 蛋 白由一 条 Ｈ链 和一 条 Ｌ链 通过 ｓ ｓ — 键 结合 而成 。丝 素和丝 胶蛋 白均含 有包 括 人 体 必需 氨 基 酸在 内的 １ 氨 基 酸 。 丝 ８种
一
磷 、铁和铜 等 多种无 机元 素 。
１ 蚕 丝 蛋 白 的 性 能 ห้องสมุดไป่ตู้ ２
、
容 易泛黄 、染 色度 较差 等缺 点 ， 目前
从 工业 用材 料 的角度 来看 ，丝 蛋 白与
其 它 天 然 生 物 聚 合 物 相 比有 如 下 的杰 出 特性ｌ ４ ｌ 材 料 均匀 单 纯 ，蛋 白含 量 大 于 ：① ９ ５％ ， 由蚕 丝 即 可得 到 纯 的丝 蛋 白 ；② 家 蚕丝纤 维无 须使 用 有害 的还原 剂 ，用水
会． 中国药典一部（ ０） ． ２ ５【 北京： ０ Ｍ】 化学工 【 杨琼， １ ］ 廖森泰， 东旭， 白僵蚕 的 邢 等． 化 学成 分 和鉴 别技 术 研 究 进展 Ｕ． 业科 ］蚕
业 出版 社 ．０ ５２ ９ ２ ０ ：５ ．
张雪 娇等 ：蚕 丝蛋 白的综 合利用 进展及 发 展趋 势
３ ９
酸 、丝 氨酸 ；而 丝胶 中则 含有大 量 的丝氨 酸 、天 门冬 氨 酸 、谷 氨 酸 ，其 次 是 甘 氨
蚕丝蛋白的生物学特性与应用
蚕丝蛋白的生物学特性与应用蚕丝蛋白是一种由蚕的唾液腺分泌的特殊蛋白质，具有很高的生物学价值和经济价值。
蚕丝蛋白的生物学特性主要包括其成分、结构和性质，以及其在生物医学、材料科学、纺织工业、食品工业等领域的应用。
下面就这些内容进行详细的介绍。
一、蚕丝蛋白的成分、结构和性质蚕丝蛋白是由多种蛋白质组成的复合物，其中主要成分是丝素和谷蛋白。
丝素含有丝素I和丝素II两种蛋白质，分别占总量的50%和40%左右。
丝素I是一种高分子量的蛋白质，分子量约为350 kDa，主要由反复序列组成；丝素II分子量较小，约为25 kDa，含有大量含硫氨基酸。
谷蛋白是蚕丝蛋白中的次要成分，含有大量含硫氨基酸，它的存在对蚕丝蛋白的结构和性质具有重要的影响。
蚕丝蛋白的结构十分特殊，主要由β-折叠片和α-螺旋组成。
丝素I具有类似于胶原蛋白的基本序列，包括Gly-Ala-Gly-Xaa和Gly-Ser-Gly-Xaa的重复序列，Xaa为多种氨基酸；而丝素II则富含含半胱氨酸和谷氨酸的序列，因此其构象非常紧密。
这种特殊的结构赋予了蚕丝蛋白很高的拉伸强度和韧性，可以承受很高的压力和抗拉性能。
蚕丝蛋白的性质也非常独特，具有良好的生物相容性、低免疫原性和生物可降解性等优点。
蚕丝蛋白可以与多种材料和生物组织相容，不会引起排异反应。
同时，由于蚕丝蛋白具有良好的生物可降解性，可以被生物体自然分解，并生成对生物体无害的水和二氧化碳，因此被广泛应用于生物医学和可持续发展领域。
二、蚕丝蛋白的生物医学应用由于蚕丝蛋白具有良好的生物相容性、生物可降解性和生物活性等特点，被广泛应用于生物医学领域。
以下是几个典型的应用案例。
1. 修复组织缺损蚕丝蛋白可以作为组织工程中的生物材料，用于修复组织缺损。
蚕丝蛋白可以被制成人工皮肤、血管、骨组织等物质，可以促进组织细胞的生长与繁殖，加速细胞修复和新生。
2. 包裹药物蚕丝蛋白还可以作为药物的包裹材料，将药物由蚕丝蛋白固化成不同的形态直接送达到病灶，减少毒副作用，同时也能够提高药物的稳定性和释放效率。
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442006.6家蚕丝蛋白生物材料新功能的开发及应用王玉军ａ，柳学广ａ，徐世清ａ，ｂ
（苏州大学 ａ．生命科学学院；ｂ．蚕桑研究所，江苏 苏州 ２１５１２３）
摘要：家蚕丝蛋白质是一种具有良好透气与透湿性、无毒、无刺激、与人体相容性强的生物材料。文章总结了家蚕丝蛋白作为人造皮肤、血管、肌腱、韧带、骨骼和牙齿等人造组织材料，以及作为手术缝合线、隐形眼镜、角膜、抗血凝剂、药物控释材料、功能性细胞培养基质、固定化酶载体和生物传感器等生物医学材料的功能开发和应用进展，还总结了家蚕丝蛋白质在环保新材料、化妆品、保健营养食品等日化和环保领域的功能开发和应用方法。分析认为，由于家蚕基因组研究工作的重大成果，以及基因工程和生物技术的快速进步，家蚕丝蛋白质的生物功能有望在军事、航天、医学、环保等领域得到更深、更广地开发和应用。关键词：桑蚕丝；蛋白；生物材料；功能；开发应用中图分类号：ＴＳ１４９；Ｓ８８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－７００３（２００６）０６－００４４－０５
收稿日期：２００５－１１－１８；修回日期：２００６－０５－１３基金项目：国家自然科学基金项目（３０３７１０８６），国家茧丝绸风险基金项目（２００３－２９）；江苏省国际合作项目（ＢＺ２００５００３）作者简介：王玉军（１９７８—），男，硕士研究生，主要从事蚕学研究。
家蚕丝蛋白质含量高达９８％，由７０％～８０％的丝素蛋白和２０％～３０％覆盖在外面的丝胶蛋白组成，丝素蛋白由一条Ｈ链和一条Ｌ链通过Ｓ—Ｓ键结合而成。丝胶蛋白质在缫丝和精练加工过程中，大部分随废水排放掉。以２００４年蚕丝生产量计算，全国每年约有１１０００ｔ丝胶作为废弃物被丢弃，不仅是原料的巨大浪费，也给水环境造成了很大的压力。丝蛋白富含１８种氨基酸，其中Ｖａｌ、Ｌｅｕ、Ｉｌｅ、Ｐｈｅ、Ｍｅｔ、Ｔｒｐ、Ｔｈｒ和Ｌｙｓ是人体必需的氨基酸。除碳、
氢和氮元素外，丝蛋白还含不超过０．７％的钾、钙、硅、锶、磷、铁和铜等多种无机元素［１］。随着科技发展，特别是材料科学、生物化学和分子生物学在蚕丝学领域广泛应用，素有“纤维皇后”美誉的蚕丝已不仅仅是一种纺织原料，其生物新功能在医学、材料科学、日化、食品和环保等众多领域都得到了广泛的应用，特别是丝胶蛋白质的新用途开发和应用对提高蚕业生产效益，减少环境污染有更加显著的意义。
１在生物医学领域的功能开发和应用１．１家蚕丝人造组织１．１．１家蚕丝人造皮肤利用家蚕丝蛋白质制造人工器官的研究工作主要集中
综述与译介Exploit and Application of New Biologic Material Function of Bombyx Mori Silk ProteinAbstruct：Ａｓ ｂｉｏｌｏｇｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ， ｔｈｅ Ｂｏｍｂｙｘ ｓｉｌｋ ｐｒｏｔｅｉｎ ｈａｓ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｃｏｍｆｏｒｔａｂｌｅ，ｎｏｎｐｏｉｓｏｎｏｕｓ， ｈａｒｍｌｅｓｓ ａｎｄ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｈｕｍａｎ ｂｏｄｉｅｓ． Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｉｔｓ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｂｏｔｈ ｉｎ ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｔｉｓｓｕｅ ａｎｄ ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ ｍａｔｅｒｉａｌｓ． Ｔｈｅ ｆｏｒｍｅｒ ｉｓｍａｉｎｌｙ ａｂｏｕｔ ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｓｋｉｎ， ｂｌｏｏｄ ｖｅｓｓｅｌ， ｔｅｎｄｏｎ， ｌｉｇａｍｅｎｔ， ｓｋｅｌｅｔｏｎ， ｔｈｅ ｌａｔｔｅｒ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｓｅａｍｉｎｇ ｓｔｒｉｎｇ， ｃｏｎｔａｃｔ ｌｅｎｓｅｓ， ｃｏｒｎｅａ， ａｎｄ ｂｉｏｌｏｇｉｃ ｓｅｎｓｏｒ， ｅｔｃ．． Ｉｔ ａｌｓｏ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ ｄａｉｌｙ ｃｏｓｍｅｔｉｃ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ｓｕｃｈ ａｓ ｎｅｗ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｏｆ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｃｏｓｍｅｔｉｃｓ， ｈｅａｌｔｈ ｃａｒｅ ａｎｄ ｎｕｔｒｉｔｉｏｕｓ ｆｏｏｄ．Ｆｏｒ ｔｈｅ ｇｒｅａｔ ａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｓｉｌｋｗｏｒｍ抯 ｇｅｎｏｍｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｗｏｒｋ， ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｔｈｅ ｆａｓｔ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅｇｅｎｅｔｉｃ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｔｈｅ ｂｉｏｌｏｇｉｃ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｌｋ ｗｉｌｌ ｇｅｔ ｗｉｄｅｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｍｉｌｉｔａｒｙ， ｓｐａｃｅｆｌｉｇｈｔ， ｍｅｄｉｃａｌ ｓｃｉｅｎｃｅ， ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．Key Words：Ｍｕｌｂｅｒｒｙ ｓｉｌｋ；Ｓｉｌｋ ｐｒｏｔｅｉｎ；Ｂｉｏｌｏｇｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ；Ｆｕｎｃｔｉｏｎ；Ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｐｐｌｉ－ｃａｔｉｏｎ
WANG Yu-juna，LIU Xue-guanga，XU Shi-qinga,b
（ａ．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ； ｂ．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｅｒｉｃｕｌｔｕｒｅ， Ｓｏｏｃｈｏｗ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｓｕｚｈｏｕ ２１５１２３， Ｃｈｉｎａ）45
2006.6在人造皮肤［２］。人类皮肤特别是真皮层被破坏后，皮肤将无法再生，只能进行皮肤移植，但移植后皮肤一般极难生长愈合。作为一种生物材料，家蚕丝素蛋白膜无毒、无刺激、无过敏，不产生占位现象且与人类皮肤组织有很好的相容性，能使创伤面无隙结合，有优异的愈合功能［３］。家蚕丝素蛋白膜的透水、透气性介于新鲜断层猪皮与储存断层猪皮之间，透水、透气性及与创面的黏合等方面性能优越，具备制造人工皮肤的材料要求；丝素膜分子的构象及结晶度与膜的物理机械性能有关，制膜时施以适宜的交联及接枝共聚处理或高分子膜复合可制得具有接近正常皮肤的柔软性、伸缩性及润湿强度的丝素蛋白膜，加之它完全透明，覆盖于创面能看到膜下创面的变化情况与愈合过程，给临床治疗及创面愈合的研究提供了方便［４，５］。苏州大学李明忠等人在国家８６３等重点项目支持下，研制出多孔家蚕丝素蛋白膜，膜的结构和性能可控，动物试验表明毛细血管和成纤维细胞能长入膜中，多孔丝素膜能够血管化，全部或部分成活；研制的抗菌性药物丝素创面保护膜是具有抗感染、加速创面愈合作用的新型烧伤创面覆盖材料。所含的药物抗菌谱广，对烧伤局部感染常见的Ｇ＋球菌和Ｇ－感菌具有杀灭作用，可用于感染创面和深Ⅱ度烧伤创面的治疗［６，７］。丝素创面保护膜已经工业化生产，并在苏州开始用于临床。而家蚕丝素蛋白膜真正作为人造皮肤在临床应用还需要进一步利用细胞工程技术，将家蚕丝素蛋白膜与真皮干细胞有机结合，形成有人类皮肤细胞活性，具有皮肤生长和体毛再生作用的真正意义上的（人造）皮肤组织。１．１．２家蚕丝人造血管人造血管的研制开始于２０世纪初，各国学者首先采用金属、玻璃、聚乙烯、硅橡胶等材料制成的管状物进行大量动物实验，但因其易在短期内并发腔内血栓而未能在临床上得到广泛应用。随着纤维材料和医学生物材料的不断发展，多种材料、多种加工方法生产的有孔隙的人造血管不断出现，并用于动物实验和临床。现在已经商品化的高分子材料人造血管有涤纶人造血管、家蚕丝人造血管和膨体聚四氟乙烯人造血管。家蚕丝素与人体的角蛋白、胶原蛋白的结构十分相似，具有极好的人体生物相容性。我国始于１９５７年研制蚕丝人造血管，目前上海丝绸研究所已制成多种类型和不同直径的真丝人造血管［８］。制造人工血管时，需要添加血液凝固阻止物质，硫酸化丝素由于具有阻止血凝的作用，作为需要量很大的人造血管高新材料已开始在日本应用［９］。１．１．３家蚕丝人工肌腱和韧带肌腱是连接骨骼肌和骨的致密结缔组织，通过肌肉的收缩带动关节的活动，由于杠杆作用和应力集中，以及各种创伤极易造成肌腱断裂或缺损，而其治疗和修复一直是骨科的一大难题。对于家蚕丝的力学特性研究发现，其强度和刚度数值与人体肌腱非常接近［１０］。蛋白纤维作为天然的细胞外基质成分，有较好的介导细胞间信号传导及相互作用的性能。玉田靖等［１１］在家蚕丝素蛋白中导入带电化合物，加速其与钙、磷酸团的凝集，进一步将带有负电荷的羟磷灰石结晶中的基团紧密凝聚，其钙的凝集量比无处理的丝素蛋白有大幅度的增加，特别是导入磷酸基的丝素蛋白中，钙的凝聚量比未处理的丝素蛋白高过１０倍以上［１２］。利用这种方法在丝素表面形成结晶物，经Ｘ线透射验证含有人骨的主要成分，证明家蚕丝具有骨结合性和附着性，完全可能作为人造肌腱和人造韧带的材料。组织工程化肌腱要真正应用于临床进行产业化的生产，关键是模拟体内环境在体外成功构建肌腱组织，因而在体外利用生物反应器模拟体内环境进行组织工程化肌腱的构建将是未来的研究方向。１．１．４人造骨骼、人造牙齿高分子量的丝素粉末经加热和加压后很容易按照模型成形，可以制成一定形状的固体，当添加黏着剂ＭＭＡ或ＧＭＡ后工艺性增强，其产品强度显著提高，能成为稳定的固体。尤其是添加ＧＭＡ更为突出，若添加４０％时得到的成形品可与聚丙烯的强度相仿，以此为材料作印章、纽扣、人造骨骼和人造牙齿等都较理想［１３］。在丝上引进磷酸基团时，蛋白纤维就能够吸收钙离子，形成很强的结晶。而且，这些经过修饰的丝纤维有良好的拉伸性能。Ｆｕｒｕｚｏｎｏ 等［１４］使用交替浸泡法使得磷灰石沉淀到丝纤维上，得到了这种很有潜力的生物材料，制作人造骨骼和人造牙齿更加理想。１．２家蚕丝生物医学材料１．２．１家蚕丝手术缝合线长期以来外科手术主要使用羊肠线作为可吸收缝线。羊肠线柔韧性欠佳，组织反应大，在消化液和感染环境下抗张强度耗损快，而且羊肠线吸水后会因膨胀而造成结扎不牢。针对其缺点，一系列可降解的纤维缝合线不断出现，主要有聚二氧杂环己酮纤维（ＰＤＳ）、聚乙烯醇纤维（ＰＶＡ）、聚乙交酯纤维（ＰＧＡ）和聚丙乙交酯纤维（ＰＧＬＡ）聚乳酸（ＰＬＡ）［１５］。近年来，天然降解高分子材料得到生物医学界的追捧，美国和日本相继开发出甲壳素与壳聚糖纤维手术缝线。由于丝素蛋白的优良特性，日本蚕丝昆虫研究所则在蚕