3D Nanocomposite Hydrogel Scaffolds Fabricated by Rapid Prototyping for Bone Tissue Engineering

Colloidal gels made of oppositely charged nanoparticles are a novel class of hydrogels and can exhibit pseudoplastic behavior which will enable them to mold easily into specific shapes. These moldable gels can be used as building blocks to self-assemble into integral scaffolds from bottom to up through electrostatic forces. However, they are too weak to maintain scaffold morphology just depending on interparticle interactions such as Van der Waals attraction and electrostatic forces especially for bone tissue engineering. In this study, oppositely charged gelatin nanoparticles were firstly prepared by two-step desolvation method, followed by the mixture with water to form colloid gels. To solve the problem of weak mechanical performance of colloid gels, gelatin macromolecules were introduced into the prepared gels to form blend gels. The blend gels can be easily processed into three-dimensional （3D） porous scaffolds via motor assisted microsyringe （MAM） system, a nozzle-based rapid prototyping technology, under mild conditions. After fabrication the scaffolds were erosslinked by glutaraldehyde （ GA, 25 % solution in water by weight）, then the crosslinked gelatin macromolecules network could form to improve the mechanical properties of colloid gels. The average particle size and zeta potential of gdatin nanoparticles were measured by Nano- ZS instrument. The morphology and microstructures of scaffolds were characterized by macroscopic images. The mechanical properties of the scaffolds were studied by a universal material testing machine.     

工业明胶对混凝土坍落度及强度的影响研究

为提高混凝土的工作性能,往往需要加入各种外加剂。大分子生物材料工业明胶具有表面活性,相当于减水剂,具有提高混凝土工作性能的潜力。着重研究了工业明胶的掺入量对混凝土坍落度及其抗压强度的影响。试验结果表明:工业明胶掺入到混凝土中起到减水效果,能增强混凝土的和易性,掺量为水泥质量的1%最为合适。在保持混凝土的流动性和强度不变的情况下,可以减少拌合水用量与胶凝材料用量6.6%,节省水泥,降低成本,提高经济效益。     

鱼皮明胶蛋白膜的制备及其性质改良

利用罗非鱼鱼皮提取明胶制备蛋白膜,考察了浸提条件和戊二醛的添加对明胶蛋白膜性质的影响.结果表明,利用罗非鱼鱼皮可以制备成无色透明的明胶蛋白膜.在80 ℃水浴条件下,伴随着明胶浸提时间的延长,膜的抗拉伸强度(TS)出现先上升后下降的趋势,在浸提时间为1.0 h时达到最大值.而膜的断裂延伸率(EAB)和水蒸气透过率(WVP)则随着浸提时间的增加而下降.然而,浸提时间对膜的透光率没有显著影响.另一方面,当利用质量分数为1%～4%（相对明胶蛋白）的戊二醛对蛋白膜进行改性时,膜的TS、EAB、WVP和溶解性均明显下降,而蛋白膜的色泽变黄,紫外线阻隔能力增强.利用SDS-PAGE分析发现,戊二醛的添加会使明胶分子发生交联反应,且反应更易在高分子成分之间发生     

浅谈明胶

明胶是胶原蛋白部分水解的产物,是从动物的皮、骨等结蹄组织中提取而成,在食品、医药、感光和工业等领域有着广泛的用途。文章就明胶的来源和组成、分类和应用以及潜在的危害性等方面进行综述,使人们能对明胶有个基本的认识。     

罗非鱼鳞明胶与胶原蛋白理化性质研究

对比分析陆生动物猪骨明胶和热水抽提鱼鳞明胶的部分理化性质,发现鱼鳞明胶和猪骨明胶具有基本相同的起泡性、乳化性和凝胶强度;SDS-PAGE电泳结果显示,热水法在100℃提取的鱼鳞明胶分子量在120～145 kDa之间,酸法提取的鱼鳞胶原蛋白条带较多,位于100～300 kDa之间,说明热水抽提使胶原蛋白的部分二级结构受到破坏,造成分子量降低,因而营养价值较低;经氨基酸自动分析仪测定鱼鳞明胶中16种氨基酸的组成,检测出15种氨基酸.其中甘氨酸的含量最高,超过20％,而酪氨酸未检出.说明鱼鳞胶原蛋白中必需的氨基酸匮乏,营养价值偏低.     

不同酸处理对罗非鱼皮明胶提取率及物化特性的影响

以罗非鱼皮为原料,探讨不同酸处理对鱼皮明胶蛋白质提取率、羟脯氨酸含量、蛋白质组成和黏度的影响.实验结果表明,鱼皮明胶蛋白质的提取率受溶液中氢离子浓度的影响很大,乙酸、柠檬酸和盐酸处理的鱼皮蛋白质提取率分别为13.50%～20.55%,10.52%～20.01%和4.32%～20.86%.优化3种酸的处理条件,得到最高的蛋白质提取率和羟脯氨酸含量较为接近,但对应的黏度不同.凝胶电泳结果表明,明胶中主要含α-链和β-链,α-链含量高的明胶有更好的黏度特性.     

纳米明胶粒子的制备及其表面改性

用改进的二次单凝聚法制备了粒径在100nm左右的纳米明胶粒子,并考察了凝聚剂用量,pH值,胶凝时间和固化时间等因素的影响。得到最佳的工艺条件为：凝聚剂的体积分数为0．444,pH值为3．8,胶凝时间为10min,固化时间为25min。通过吸附聚对苯乙烯磺酸钠(PSS),对明胶粒子进行表面改性,使其表面带有负电荷,用反滴定的方法测得最大吸附量为每克明胶粒子吸附8．23mg PSS,为后期在表面吸附带有正电荷的药物打下了基础。     

封装DCG全息光学元件在不同温湿度条件下的 波长特性研究

DCG全息图通常采用环氧树脂胶密封来实现与环境中水分的隔离。在不同的温湿度条件下对封装后的DCG全息图波长特性做了一系列实验。实验表明:1高湿度环境不会对封装DCG全息图造成影响;2低于50℃的温度环境不会对全息图造成影响;3封装DCG全息图在70~85℃的温度环境下会发生峰值波长蓝移,蓝移速率与环境温度成正比;4环境温度高于100℃会对封装DCG全息图造成破坏,使得全息图颜色不均匀,甚至消像或者变性。对实验结果进行了讨论和分析,并根据实验结果和工艺经验提出提高全息图波长稳定性的措施:在适当的温度下对封装后的全息图进行烘烤。     

载药明胶纳米粒子的制备及体外释药特性研究

以生物可降解天然高分子蛋白质明胶为载体材料,阿霉素为药物材料,异丙醇为凝聚：采用单凝聚成球法,制备得到了阿霉素明胶纳米粒子。并对阿霉素明胶纳米粒子的粒径分布、载药量以及药物的体外释药等特性进行了考察。激光粒度分析仪测试结果表明阿霉素明胶粒子的耜约为100nm,粒径分布均匀,平均载药量为2.5tμg／mg,而且阿霉素明胶粒子在体外的药物缓辑果显著,因此作为药物载体明胶纳米粒子具有广泛的应用前景。     

聚乙烯醇及改性聚乙烯醇/明胶多孔支架的体外生物相容性研究

以吐温80为发泡剂,采用乳化发泡/冷冻—解冻法制备多孔的聚乙烯醇(PVA)和改性聚乙烯醇/明胶(PVA/Gel)支架材料,用扫描电子显微镜(SEM)对其形貌进行观察,并通过体外细胞培养对支架的生物相容性进行评价.实验结果表明,用该方法制备的多孔支架具有良好的贯通性,且PVA/Gel支架贯通性高于PVA支架;细胞结果显示,乳化发泡法制备的多孔支架对细胞的黏附、增殖和形貌无不良影响;荧光染色结果表明,PVA/Gel支架由于引入了大量氨基,使得细胞的黏附力优于PVA支架,具有更好的生物相容性.