由于其卓越的生物相容性和细胞相互作用,天然血液蛋白纤维蛋白原是生产各种生物材料的高效前体。为了从纤维蛋白原中获得实际材料,蛋白质需要进行原纤维生成,这主要是通过酶促加工纤维蛋白、静电纺丝或干燥过程触发的。然而,所有这些技术都极大地限制了材料的可用结构或适用性。

《Biomacromolecules》自组装3D 纤维蛋白原水凝胶和气凝胶-1

为了克服纤维蛋白(原)作为材料的当前问题,科研人员最近提出了一种高度可行、快速且廉价的技术,用于将溶液中的纤维蛋白原自组装成定义的纳米纤维三维(3D)图案。在受控环境中与特定阴离子相互作用后,无需任何进一步加工即可形成稳定且灵活的水凝胶状结构。此外,该材料可以通过冻干转化为高度多孔和弹性的气凝胶。以前从未从天然纤维蛋白原中描述过这两种材料类别。

观察到的现象也代表了纤维蛋白原的第一个无酶原纤维生成过程,在溶液中具有显着的产量。通过电子显微镜、红外光谱和荧光光谱研究产生的水凝胶和气凝胶,这也证实了蛋白质的天然状态。

此外,将它们的机械性能与实际纤维蛋白和非结构化纤维蛋白原进行了比较。结构特征显示出与实际纤维蛋白的惊人相似,无论是水凝胶还是气凝胶。这使得新材料成为生物材料应用中纤维蛋白的非常有前途的替代品。更快地开始纤维形成、排除可能的凝血酶残留物和低成本的试剂是很大的优势。

《Biomacromolecules》自组装3D 纤维蛋白原水凝胶和气凝胶-2

图 2. 假纤维蛋白气凝胶的照片。

《Biomacromolecules》自组装3D 纤维蛋白原水凝胶和气凝胶-3

图 6. 4 小时反应时间后假纤维蛋白形成的 pH 依赖性。在 pH 7.0 和 6.5 之间获得最佳结果。

《Biomacromolecules》自组装3D 纤维蛋白原水凝胶和气凝胶-4

相关论文以题为Self-Assembled Fibrinogen Hydro- and Aerogels with Fibrin-like 3D Structures发表在《Biomacromolecules》上。通讯作者是帕德博恩大学Oliver I. Strube教授。

参考文献:

doi.org/10.1021/acs.biomac.1c00489

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