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蛋白质基生物材料的生物医学应用进展

2021-04-10史乾坤王玉鹏周东方

功能高分子学报 2021年2期
关键词:生物

史乾坤,王玉鹏,张 浩,周东方

(1.南方医科大学药学院,广州 510515;2.吉林农业大学食品科学与工程学院, 小麦和玉米深加工国家工程实验室,长春 130118)

推进生物医用材料这一学科领域发展的关键是开发可以与生物系统相互作用的生物材料以适用于各种医疗健康需求。这些生物材料可以直接来自自然界,也可以人工合成(如通过化学反应制备的聚(乳酸-羟基乙酸)共聚物(PLGA)[1]、聚乳酸(PLA)和聚己内酯(PCL)[2]等)。尽管合成生物材料具有巨大的潜力和多样性,但其生物医学应用仍然受到生物相容性、生物降解性及生物再吸收性等问题的限制[3]。由于天然材料在生物相容性、降解性和吸收性方面固有的优势,目前已经成为生物医学工程中应用的可行替代品[4,5]。在众多的天然、可再生和可生物降解材料中,蛋白质基生物材料正引起人们的极大兴趣。蛋白质是所有生物领域中普遍存在的重要生物分子,广泛分布于体内并参与几乎所有的生命活动,从单细胞原核生物到单细胞和多细胞真核生物(表1),每一种蛋白质都发挥着自己的作用,共同维持正常的生命活动[6]。例如,白蛋白有助于维持血液的渗透压,并负责输送亲脂物质,如维生素和激素等[7];血红蛋白(Hb)负责体内的气体(氧气、二氧化碳、一氧化碳等)输送;转铁蛋白(Tf)负责运输体内的铁离子。同时,蛋白质具有以下优点:(1)良好的生物相容性;(2)丰富的官能团,如―NH2、―COOH、―SH等,使蛋白质具有较好的功能扩展性能;(3)固有的生物活性,不需要过多的功能化修饰,简化了合成步骤。……

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