生物医学高分子.pptVIP

（二）胶原纤维1．胶原的存在胶原是蛋白质中，它主要存在于动物的结缔组织和硬骨料组织。不同组织中的胶原，其化学组成和结构都有差异，一般按胶原的所在组织称之为皮胶原、骨胶原、齿胶原等。第30页，共59页，星期日，2025年，2月5日2．胶原蛋白纤维的制备与应用胶原纤维是通过重新组构牛屈肌腱的骨胶原悬浮液制成的。首先将干净的肌腱薄片用解酶进行处理，除去骨胶原纤维素中的弹性硬，使之容易膨胀。之后将肌腱薄片浸在氰乙酸和甲醇-水的混其膨胀。接着再将得到的混合物均匀化处理和过滤，然后压入适当的凝固浴里形成丝条。第31页，共59页，星期日，2025年，2月5日胶原纤维的基本性能及与其他纤维的比较表胶原纤维的基本性能及与其他纤维的比较项目胶原纤维羊毛乳酪纤维大豆蛋白纤维干抗张强度/g.d-11.8-2.51.0-1.71.10.7干伸长率/%40-5025-355060湿抗张强度/g.d-1）0.8-1.50.76-1.630.60.35湿伸长率/%42-5025-506060初始弹性模数/g.d-126-5811-25??相对密度1.391.32??柔韧度很好很好??第32页，共59页，星期日，2025年，2月5日胶原纤维几乎与人的皮肤组成相同，具有最好的亲和性和穿着舒适性，其干强度和湿强度都超过了羊毛，弹性也远远超过了羊毛，还具有抑菌作用。胶原纤维可制成外科手术缝合线，当伤口愈合时，不需拆线，可被人体吸收。胶原纤维还特别适合制作贴身穿着的内衣和内裤。第33页，共59页，星期日，2025年，2月5日（三）聚乳酸及其共聚物纤维1．聚乳酸的原料聚乳酸（PLA）是以乳酸为基本原料制得的。所有碳水化合物富集的物质，例如粮食、有机废弃物（如玉米芯或其它农作物的根、茎、叶、皮，城市有机废物，工业下脚等）都是乳酸生产的原料。我国发酵乳酸工业主要采用玉米、大米、薯干粉等为发酵原料。第34页，共59页，星期日，2025年，2月5日2．聚乳酸的合成聚乳酸的合成方法通常有两种，即丙交酯（乳酸的环状二聚体）的开环聚合和乳酸的直接聚合。利用乳酸直接缩聚制备PLA生产工艺简单，但得到的聚合物分子量低，且所得聚合物分子量分布较宽，其力学性能、降解性能等不能满足生物医学的需要。聚乳酸及其共聚物的最大问题是价格相当高。分子量超过100000的聚乳酸通常由价格很贵的丙交酯聚合制得，因此其在塑料和纤维方面的应用受到限制。第35页，共59页，星期日，2025年，2月5日最近，国外正尝试用生物合成法制取聚乳酸，即培养、筛选合适的微生物，在体内直接合成聚乳酸，并通过一定的方法提取聚乳酸。该法可达到清洁生产，同时可进一步降低生产成本、提高产品的各种性能指标，扩大市场应用范围。由于聚乳酸均聚物为疏水性物质，降解周期不易控制，因此聚乳酸共聚物的合成成了近年来医用生物降解性高分子材料的研究热点之一。第36页，共59页，星期日，2025年，2月5日3．聚乳酸的结构与性能聚乳酸也称为聚丙交酯，是一种线型聚酯类高分子。由于原料乳酸是光活性物质，有D型和L型两种光学结构体，因此聚乳酸亦有聚D-乳酸（PDLA）、聚L-乳酸（PLLA）和聚D，L-乳酸（PDLLA）之分。第37页，共59页，星期日，2025年，2月5日PLA的基本性能表PLA的基本性能PLA类型PDLAPLLAPDLLA固体结构结晶性结晶性非结晶性熔点/0C180180?Tg/0C?56?热分解温度/0C200200180~200拉伸率/%20~3020~30?断裂强度/g.d-14.0~5.05.0~6.0?水解性（370C生理盐水中强度减半时间）4~6个月4~6个月2~3个月第38页，共59页，星期日，2025年，2月5日体内试验表明，聚乳酸可发生水解反应。降解速度与其分子量和结晶度有关。分子量越高，降解越慢。降解首先发生在聚合物无定型区，降解形成的较小分子链可能重排成结晶，故聚合物的结晶度在降解开始阶段有时会升高，材料的外形和质量无明显变化。随后（约21d），结晶区大分子开始降解，随着分子量的降低和一些疏水性甲基从大分子链上断裂，聚合物的机械强度减弱，亲水性和溶解性增加，随着水分子扩散进入材料的速度加快，水解反应自动加速，50d后