明膠在生物醫用材料中的應用探究

姜聞博

（上海市增材制造研究院 上海 200000）

1 引言

目前，由于人們對于健康問題更加重視，醫學與藥學也隨之獲得了快速發展，生物友好性、對人體無任何傷害或者是傷害相對較小的治療方式也得到了人們的廣泛關注。因而在近些年以來，生物相容性較好、生物可降解性的材料，以及生物活性材料也大量浮現出來。而針對明膠而言，其是屬于膠原蛋白水解產物，也就自然因為本身優異的生物學性能，在其中占據了極為重要的位置。

2 明膠的關鍵性質與其性能

2.1 生物相容性

所謂生物相容性，主要就是表述生物醫用材料和人體相容性的一種概念，同時也包含其植入人體之后，出現的各種較為繁雜的化學、物理與生物反應。植入人體的生物醫用材料，一定不能帶有毒性與刺激性等，也就是不能讓人體產生任何不良反應。而明膠屬于膠原的降解產物，原本就是來自生物體，因此具有極好的生物相容性。

2.2 凝膠化

凝膠化指的就是部分溶液在冷卻的時候，會慢慢轉變成粘稠狀態，最終使其本身流動性丟失，進而轉變為富有彈性與一定力學強度的膠凍，這樣的情況則被稱之為凝膠化現象。因為這一性質，明膠溶液能夠成為與固體相似的物質，富有彈性的同時還能夠保持其形狀。也正是由于明膠具有這一性質，從而使其能夠加工成型，并真正應用于生物醫學當中的組織工程領域。

2.3 生物可降解性

針對大部分醫學植入裝置來講，僅需要暫時或者是短時間之內起到作用即可。當病患恢復之后，通常必須通過手術將此取出，不然，如果此裝置長時間停留于體內，那么必將會產生潛在危險。可吸收與降解材料在體內將其作用充分發揮之后，能夠逐漸被機體吸收代謝，不用再次通過手術取出，進而無需受到二次傷害，所以在生物醫學材料中具有無可比擬的應用空間。而明膠屬于一種天然高分子材料，具備了非常突出的生物可降解性能。

3 明膠在生物醫用材料中的實際應用

3.1 血液代用品

在部分手術或者是急性大出血等諸多狀況下都必須進行輸血。不過，血源緊張、血液配置相對較為繁雜，以及異體供血具有一定風險等各個方面的問題，也在很大程度上使臨床治療的及時性、有效性與安全性受到了阻礙。而血漿代用的方法正好能夠將此類問題較好解決，所以具有極大的臨床應用潛力與技術改進空間。因此明膠類材料，比如琥珀酰明膠與聚明膠肽等，在臨床上被普遍當作血漿替代品應用。明膠類血漿替代品，關鍵會在血容量下降與休克等較為緊急的狀況下加以運用。利用膠體滲透作用，可以起到擴充血容量與改善微循環等較多作用。明膠類血液代用品具備了可降解性、大量輸入無毒性、無免疫原性等非常多的優勢。

3.2 止血材料

從最近幾年來看，針對新型止血材料的開發，醫學界也相對更為重視。可吸收性明膠海綿因為本身具備了止血效果比較好、價格低廉與可加工性強等優勢，所以這一止血材料備受人們關注。明膠止血海綿的止血機理，主要是經過堵塞血管產生網狀結構，從而使血小板凝集與纖維蛋白原沉積。這對于血栓的形成非常有利，進而使凝血時間減少，最終起到止血作用。根據其凝血機理來講，明膠止血海綿關鍵具備了機械壓迫作用與吸水作用，在整個凝血過程當中，比如，對凝血酶原激活等重要止血過程的產生，并沒有起到比較顯著的推動作用。臨床采用的普通吸收性明膠海綿，存在組織異物反應大、止血效率較低與容易脫落等很多劣勢。當前經常把明膠加以改性，或者和其它材料實行復配，從而制出性能相對較好的止血材料。

3.3 其它應用

明膠主要是來自機體組織當中的膠原蛋白，所以具備了非常突出的生物性能，比如，生物相容性好與生物可降解性等各個方面，從而在生物醫學領域當中已經被普遍應用。明膠不僅可以應用在以上各個方面，同時在皮膚病的治療中也被普遍應用，比如通過水解明膠，可以對皮膚皸裂、魚鱗病與頭皮屑多等進行治療。并且，在內科病當中，明膠同樣也得到了非常廣泛的應用。在中國藥典當中，敘述了大分子明膠具備潤燥與生血等功效，且針對貧血與失血等諸多癥狀也都具有一定療效。而水解明膠，在治療慢性胃炎等癥狀時，同樣有著極為明顯的效果。

4 明膠類材料的發展前景

隨著社會經濟的不斷發展，現代醫學也隨之得到了快速發展，因此，對于材料方面也有了相對更高的要求。針對那些具備良好的生物相容性與生物活性，來源廣泛、價格相對較低，并且容易進行工業化生產的材料，也更加受到了有關研究人員的關注。因而，對于來自機體膠原蛋白中的明膠來講，其正是具備了良好的生物相容性與可生物降解，并且在各種不同皮膠原蛋白，包含魚皮與牛皮等的進一步研究以及工業化應用當中，明膠的原材料儲量也隨之更為豐富。而最為重要的，就是此類原材料均屬于可再生資源。所以，明膠的進一步發展與應用，原料資源已經不能再對其產生影響，以至使其能夠尋到更好的出路。因此，作為明膠類材料，必定能夠根據其本身所具有的優異性能，在生物醫用材料中得到進一步發展。進而在有關研究人員的共同努力下，將更多具備特殊性能的明膠類生物醫用材料開發出來，從而使人們的健康得到更好的保障。

5 結語

在現代科技的不斷發展中，隨著人們生活水平的提升，對于健康問題也更為關注。因此，作為膠原蛋白水解產物的明膠，由于其具有極好的生物相容性、可降解性與生物活性，所以在生物醫用材料中也占據了非常重要的位置。明膠在生物醫用材料中具有十分廣泛的應用，其具有諸多功效，所發揮出的作用能夠讓人們的健康問題得到較好的解決。相信在不久的將來，經過有關人員的進一步研究，明膠必定能夠發揮出更大效用。

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