胶原及胶原膜的研究及发展讲座

胶原及胶原膜的研究及发展Study and Development of Collagen&collagen film 郭文宇可再生资源 碳水化合物 纤维素 木质素 淀粉 胶质 蛋白质 胶原蛋白 30% 动物蛋白胶原的功能 生物功能 细胞、组织等基膜主要组成成分 构成皮肤、骨骼等主要纤维蛋白 工业上应用 制革 医药 食品胶原蛋白类型之组成及其在组织中之分布 形 式 各单链分子量 组织分布 100， 000 皮肤、骨骼、血管等多数结缔组织 -trimer 100， 000 细胞培养、肿瘤 100， 000 软骨 100， 000 血管、皮肤、肉芽组织 175， 000 185， 000 细胞基底膜 透明软骨外之大部分细胞周围组织 子宫、胎盘与皮肤 表皮细胞与基底膜 180， 000 主动脉血管细胞、角膜内细胞 69， 000 85， 000 软骨、眼后房水 59， 000 肥厚组织、软骨 皮肤、筋、软骨X 表面组织、小肠粘膜X 软骨、皮肤、筋、胎盘X 织维母细胞X 立方羊膜表皮之下X 大水疱性类疱疮胶原蛋白主要结构 Type I 皮 , 骨 , 腱 2a1(I) chains 1a2(I) chain Type II 软骨组织 (3a1(II) chains) Type III 婴幼儿的皮，骨，腱 (3a1(III) chains) Types V & XI 细胞基底膜 (a1, a2, a3)原胶原分子 三条肽链组成 (Gly-Xxx-Yyy)n Gly-Pro-HPr 每条肽链均是左旋的 a链 不是 a螺旋 呈现 (Gly-Xxx-Yyy)n周期结构 每条肽链的长度大约为 0.94nm 大约共 1000个氨基酸组成 三条左旋的 a链相互缠绕构成了原胶原的右手复合螺旋，即胶原的螺旋构象Electron micrographs skin collagen超分子结构 微原纤维 Smith model (1968) 五股初原纤维形成的右手大螺旋微原纤维 Other models 原纤维 MCF bundle 纤维束Type I 胶原蛋白 每条肽链由 1014个氨基酸构成 (-Gly-Pro-Y-)and (-Gly-X-Hyp-) 端肽分别为： N=16 C=26 主要区段氨基酸呈周期排列 原胶原长度为 4.4 D ，分子之间空隙为 0.6 D 长 原胶原分子大约 300 nm X 1.5 nmCollagen Structure胶原蛋白的应用行业 各 种 应 用生医材料 人工皮肤 、人工食道 、人工气管 、烧伤保护膜医药品与医学用途 整形外科 、缓释性药物 、膀胱失禁用药等化妆品 护肤霜（膏） （保水性） 、润发剂 等食品工业 保健食品 、饮料化工原料 涂料 、塑料 、油墨 等研究用途 细胞培养用 、 生物感测器 、生物反应器担体膜 、血小板凝集用试药其他 胶原蛋白与树脂结合偿还香烟滤嘴与滤过剂之材料目前工业应用实例机 构 名 称 对 象 物 质 内 容 概 要 医 药 品 TERUMO 人工真皮 产品由胶原蛋白层，胶原蛋白层是由小牛真皮所抽取加工制成。价格为1010cm2大约 560美元 Polor化妆品 海藻酸硫酸钠 海藻酸硫酸钠与胶原蛋白合成，可作为防止老化的化妆品与药品 新田 gelatin 生体材料用胶原蛋白 1986年 3月上市，年销售额 10万美元左右 新田 gelatin 骨成因子 以骨生成因子和胶原蛋白混合，制成品可在老鼠皮下形成骨 神户女子大学 新田 gelatin 胶原蛋白 发酵多胜 由老鼠实验得知，此多胜对血压上升有抑制效果，可作为健康食品 目前工业应用实例机 构 名 称 对 象 物 质 内 容 概 要 化 妆 品 兼松、小松精练 新化工原料 Chitosan与胶原蛋白衍生物固著在Polyester之耐久固著新化材 出光石油化学 蛋白质涂料 牛皮来源之胶原蛋白纤维粉末化，与树脂混合的涂料商品 钟纺 Chitosan相配合纤维材料 Chitosan 与胶原蛋白相混合的原料，可作为内衣用材料 目前工业应用实例机 构 名 称 对 象 物 质 内 容 概 要 研 究 开 发 新田 gelatin 组织培养用胶原蛋白 每年销售 50万美元左右 新田 gelatin 岩城硝子 千代田化工建设 胶原蛋白膜 反应系统 以胶原蛋白膜为主的外套膜包以胶原蛋白不织布作为固定化床之动物细胞培养系统，可高密度培养 东洋纺医药研 利用胶原蛋白之 Hollofiber培养 Hollofiber表面固定可溶于酸 I 型胶原蛋白 其 它 美国 Auto Immune 公司 II 型胶原蛋白 治疗关节炎专用药之专利 美国 Collagen公司 Gen Pharm International 公司 生产胶原蛋白之动物工厂 生产胶原蛋白之乳牛之研发 美国 Organogenesis 公司 胶原蛋白制造专利 新制法之开发，更适合生物体 胶原膜 生物体膜 食品包装 包裹药品食品包装膜 单独胶原膜 改性胶原膜 共混胶原膜单独明胶膜 成膜工艺流程：称