Page 63 - 《精细化工》2022年第8期
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第 8 期 王瑞瑞: 角蛋白基药物载体材料的发展及应用探讨 ·1563·
白浸泡在叔丁基亚硝酸盐（t-BuNO 2 ）和乙醚（Et 2 O） 备过程中，不引入对机体有害的物质，延缓角蛋白
的混合溶液中制备了 KSNO，然后将 KSNO 与聚氨 基纤维支架的降解速率仍然是研发的长期目标。
酯（PU）和明胶共纺得到了复合纤维支架。如图 8 2.3 促进组织再生的水凝胶
所示。结果表明，制备的角蛋白基纤维支架能够释 角蛋白具有强的组织再生能力，对细胞的增殖
放 NO 而无细胞毒性，同时加速伤口愈合，无炎症 和胞外基质的沉积有很大的贡献。角蛋白基水凝胶
反应。 是由亲水的聚合物链段通过物理或化学交联形成的
三维网状结构，独特的网络结构为水凝胶提供了适
度的力学性能和强大的吸液能力。水凝胶自身柔
软、灵活，其生物相容性和高水含量能够为伤口愈
合提供微湿环境，加速伤口愈合过程 [18,39] 。角蛋白
基水凝胶对表皮层和真皮层的损伤展示出优异的修
复能力。目前，角蛋白基水凝胶已成为研究人员和
临床医生最常使用的伤口敷料形式之一 [40-41] 。
角蛋白分子中高含量的半胱氨酸残基会通过分
子间的二硫键使角蛋白基水凝胶形成更硬、更持久
的结构 [26] 。SUN 等 [42] 利用过氧化氢交联制备了角蛋
注：EC 为人脐静脉内皮细胞；RAW 为 RAW264.7 巨噬细胞； 白/海藻酸钠双响应性纳米凝胶。其中，角蛋白为纳
L929 为小鼠成纤细胞。 米凝胶提供了交联网状结构和独特的生物响应性；
图 8 角蛋白基纤维支架的制备和释放 NO 过程示意图 [34] 海藻酸钠提高了纳米凝胶的稳定性和载药能力。结
Fig. 8 Schematic diagram of preparation and NO release 果表明，纳米凝胶对 GSH 和胰蛋白酶具有双重刺激
of keratin-based scaffolds [34]
响应性。纳米凝胶对亲水性药物具有高负载率，在
制备角蛋白基纤维支架的另一种方式是在特定 生理环境下由于大分子氢键和界面二硫键交联作用
的基底上构建角蛋白纤维，从而提高角蛋白基纤维 有效抑制了药物的释放。与游离药物相比，它们在
支架的力学性能。为了预防牙齿种植体的感染和促 肿瘤区更易积聚，保留时间更长，提高了药物的抗
进种植体周围健康软组织的形成，FERRARIS 等 [35] 肿瘤活性。制备过程中无需添加有机溶剂和催化剂，
提出了一种表面修饰技术，利用静电纺丝和热处理 细胞毒性小。REN 等 [43] 利用柠檬酸作为交联剂，使
沉积法在 Ti 表面生成角蛋白基纳米纤维，再利用机 角蛋白、单宁酸和氧化石墨烯量子点形成 pH 响应
械 打磨在商业纯 Ti 基质表面获得纳米槽（0.1~ 性水凝胶。结果表明，单宁酸具有抗氧化、抗病毒、
0.2 µm）。结果表明，角蛋白基纳米纤维能够促进 抗微生物、抗炎等多种功能；氧化石墨烯量子点具
成纤维细胞的粘附、定向和增殖，减少细菌的粘附 有比表面积大、良好的载流子迁移率和导电率等性
和渗透。YAO 等 [33] 将角蛋白基与明胶混合，在商业 能；交联剂柠檬酸无毒无害，提高了角蛋白/单宁酸-
聚氨酯伤口敷料上进行静电纺丝。结果表明，聚氨 石墨烯氧化物量子点水凝胶的力学性能、稳定性和
酯外层能够防止细菌和外部污染物的侵袭，明胶/角 耐水性，实现了药物的可控释放。ZHANG 等 [44] 制
蛋白复合纳米纤维作为敷料的内层能够模拟天然细 备了具有 pH 响应性和还原响应性的角蛋白/透明质
胞外基质的结构，有利于成纤细胞的迁移、增殖和 酸（HA）纳米凝胶，用于肿瘤靶向阿霉素的传递。
生长。这种双层纤维支架具有促进伤口愈合的能力。 结果表明，角蛋白是一种多功能的交联剂，角蛋白
利用冷冻干燥、静电纺丝、3D 打印等先进的铸 中的氨基可以通过静电相互作用与 HA 中的羧基络
造技术将角蛋白与其他聚合物材料复合制备具有均 合，并通过离子乳胶化形成纳米凝胶，角蛋白分子
匀多孔结构的角蛋白基纤维支架，有效改善角蛋白 中的巯基可以被氧化成二硫键交联，通过共价交联
基纤维支架的机械强度和稳定性。再利用角蛋白分 制备了负载阿霉素的角蛋白/透明质酸纳米凝胶。
子结构上存在的细胞结合域促进多种细胞（成骨细 在角蛋白基水凝胶制备过程中加入抗菌材料可
胞、成纤细胞、神经细胞等）的粘附，可以赋予角 以进一步增强角蛋白基水凝胶的抗菌性能。KAKKAR
蛋白基纤维支架功能特性 [36-38] ，同时，在制备过程 等 [45] 以正硅酸乙酯为先驱体，采用溶胶-凝胶法制备
中加入一些抗菌成分充分调动角蛋白自身的抗菌活 了角蛋白/SiO 2 水凝胶。结果表明，SiO 2 显著提高了
性，可以进一步扩大角蛋白基药物载体材料的药物 角蛋白基水凝胶的硬度；角蛋白有效促进成纤细胞
递送范围。总之，作为细胞培养的载体，角蛋白基 的增殖，角蛋白/SiO 2 水凝胶可作为伤口敷料使用。
纤维支架必须保证足够的机械强度和稳定性。在制 ZHAI 等 [46] 在制备角蛋白-壳聚糖水凝胶的过程中加
