胶原蛋白海绵与明胶海绵的区别

        胶原蛋白海绵与明胶海绵都是海绵状的材料，但是它们的构成是完全不同的材料，胶原蛋白是属于结构蛋白质,在体内以胶原纤维的形式存在，从新鲜的牛跟腱提取，保持三股螺旋结构,相对分子质量为30万,形成的膜具有较好的柔韧性、弹性和强度,在模拟生理条件下能再形成纤维,能明显激活细胞的生长。有很好的生物活性及组织修复功能；明胶多提取自皮革，三股螺旋结构已被破坏,相对分子质量分布较宽,从几万到10万，且不具备生物活性且材料来源不可控，很易有重金属残留，而导致创面感染。

   从下图所示的电泳分析图谱可以看出:胶原的相对分子质量最大,胶原的电泳图有3条泳带,在100kD附近出现的2条泳带分别是胶原分子的α1链和α2链,在200kD附近出现的1条泳带是胶原分子的β链。即胶原的每条多肽链相对分子质量为10万,3条多肽链构成一个胶原分子,1个胶原分子相对分子质量为30万;明胶的电泳分离带为一个连续带,相对分子质量主要分布在几万到10万;水解胶原蛋白也是一个连续分离带,但其相对分子质量比明胶小,主要分布在几千到3万。

实验发现:水解胶原蛋白不能成膜,而胶原和明胶可以成膜。用扫描电子显微镜观察到的胶原膜和明胶膜的微观结构,如图2所示

从图2(a)可以看出,胶原成膜后仍保持网状纤维结构,而图2(b)显示出明胶膜已不具有纤维结构特征,电子显微镜观察到的只是一个平滑表面。此外,实验中发现明胶膜性脆、无韧性,易破碎;而胶原膜具有一定的柔韧性、延伸性,强度较好。实验测得明胶膜和胶原膜的抗张强度分别为(36±4)N/mm2,(58±5)N/mm2,断裂伸长率分别为(3.0±0.5)%和(7.0±0.5)%。

       将胶原、明胶和水解胶原蛋白在模拟生理条件(与动物体内相似的温度和中性盐含量)下放置25min,期间不断观察其吸光度的变化,得到它们的纤维形成曲线,如图3所示

从图3可以看出,在实验条件下胶原溶液吸光度在短时间内即快速增大,然后到达一个相对稳定的平台。而明胶和水解胶原蛋白在实验的整个过程中吸光度都基本保持不变。这是由于胶原溶液在生理条件下,胶原分子之间能再度相互连接形成纤维,导致吸光度上升。由此说明:只有胶原溶液具有独特的再纤维性质,而它的变性产物明胶和降解产物水解胶原蛋白则不具有这样的性质。

用扫描电子显微镜观察胶原按照以上条件形成的胶原纤维的结构,如图4所示。

图4表明,胶原的再纤维呈多孔网状结构。这是因为胶原溶液中的胶原分子仍然保留其三股螺旋结构,所以在适当的条件下,溶液中的胶原分子靠氢键或分子间作用力连接,再度以四分之一交错排列的方式形成纤维束。而明胶和水解胶原蛋白的三股螺旋结构都被破坏,而且这种破坏是不可逆的,因而丧失了再纤维性。所以,胶原、明胶和水解胶原蛋白中,只有胶原才具有再纤维的生物活性。这也决定了它们在应用上的不同。

       胶原和明胶以及水解胶原蛋白对细胞生长的影响也存在很大的区别[8～9]。采用角质形成细胞分别在胶原、明胶和水解胶原蛋白底物上进行细胞培养时,培养10h后用显微镜观察到的细胞生长繁殖情况如图5所示。

胶原上培养的细胞的生长繁殖能力明显优于在明胶上的培养效果。

        因为制备工艺的原因，虽同为海绵状，但两者贴敷于创面，性状有较大的区别：胶原柔软而具有抗拉伸能力，既不膨胀也不收缩；而明胶质感较硬，容易刺激创面，牵拉易碎，膨胀比较明显。

        胶原有三螺旋结构，有完整的生物活性，作为一个细胞支架性的材料，起到一个很好的修复的效果；明胶是由变性蛋白构成，没有生物活性，没有修复的功效。

        胶原在吸收渗血的同时可激活内源性止血，而明胶主要靠其多孔状结构吸收体液作用止血。

        明胶不能适于填充，因为它的降解周期小于7天，不能起到长期占位的效果；而胶原降解周期是4-8周，填充明显好于明胶。

        从以上几点区别，胶原与明胶是两个不同时代的产物，不可同日而语。