膠原蛋白海綿與明膠海綿都是海綿狀的材料，但是它們的構(gòu)成是完全不同的材料，膠原蛋白是屬于結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì),在體內(nèi)以膠原纖維的形式存在，從新鮮的牛跟腱提取，保持三股螺旋結(jié)構(gòu),相對(duì)分子質(zhì)量為30萬(wàn),形成的膜具有較好的柔韌性、彈性和強(qiáng)度,在模擬生理?xiàng)l件下能再形成纖維,能明顯激活細(xì)胞的生長(zhǎng)。有很好的生物活性及組織修復(fù)功能；明膠多提取自皮革，三股螺旋結(jié)構(gòu)已被破壞,相對(duì)分子質(zhì)量分布較寬,從幾萬(wàn)到10萬(wàn)，且不具備生物活性且材料來(lái)源不可控，很易有重金屬殘留，而導(dǎo)致創(chuàng)面感染。

 

    從下圖所示的電泳分析圖譜可以看出:膠原的相對(duì)分子質(zhì)量最大,膠原的電泳圖有3條泳帶,在100kD附近出現(xiàn)的2條泳帶分別是膠原分子的α1鏈和α2鏈,在200kD附近出現(xiàn)的1條泳帶是膠原分子的β鏈。即膠原的每條多肽鏈相對(duì)分子質(zhì)量為10萬(wàn),3條多肽鏈構(gòu)成一個(gè)膠原分子,1個(gè)膠原分子相對(duì)分子質(zhì)量為30萬(wàn);明膠的電泳分離帶為一個(gè)連續(xù)帶,相對(duì)分子質(zhì)量主要分布在幾萬(wàn)到10萬(wàn);水解膠原蛋白也是一個(gè)連續(xù)分離帶,但其相對(duì)分子質(zhì)量比明膠小,主要分布在幾千到3萬(wàn)。

 

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):水解膠原蛋白不能成膜,而膠原和明膠可以成膜。用掃描電子顯微鏡觀察到的膠原膜和明膠膜的微觀結(jié)構(gòu),如圖2所示

從圖2(a)可以看出,膠原成膜后仍保持網(wǎng)狀纖維結(jié)構(gòu),而圖2(b)顯示出明膠膜已不具有纖維結(jié)構(gòu)特征,電子顯微鏡觀察到的只是一個(gè)平滑表面。此外,實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)明膠膜性脆、無(wú)韌性,易破碎;而膠原膜具有一定的柔韌性、延伸性,強(qiáng)度較好。實(shí)驗(yàn)測(cè)得明膠膜和膠原膜的抗張強(qiáng)度分別為(36±4)N/mm2,(58±5)N/mm2,斷裂伸長(zhǎng)率分別為(3.0±0.5)%和(7.0±0.5)%。

       將膠原、明膠和水解膠原蛋白在模擬生理?xiàng)l件(與動(dòng)物體內(nèi)相似的溫度和中性鹽含量)下放置25min,期間不斷觀察其吸光度的變化,得到它們的纖維形成曲線,如圖3所示

從圖3可以看出,在實(shí)驗(yàn)條件下膠原溶液吸光度在短時(shí)間內(nèi)即快速增大,然后到達(dá)一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的平臺(tái)。而明膠和水解膠原蛋白在實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程中吸光度都基本保持不變。這是由于膠原溶液在生理?xiàng)l件下,膠原分子之間能再度相互連接形成纖維,導(dǎo)致吸光度上升。由此說(shuō)明:只有膠原溶液具有獨(dú)特的再纖維性質(zhì),而它的變性產(chǎn)物明膠和降解產(chǎn)物水解膠原蛋白則不具有這樣的性質(zhì)。

用掃描電子顯微鏡觀察膠原按照以上條件形成的膠原纖維的結(jié)構(gòu),如圖4所示。

圖4表明,膠原的再纖維呈多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這是因?yàn)槟z原溶液中的膠原分子仍然保留其三股螺旋結(jié)構(gòu),所以在適當(dāng)?shù)臈l件下,溶液中的膠原分子靠氫鍵或分子間作用力連接,再度以四分之一交錯(cuò)排列的方式形成纖維束。而明膠和水解膠原蛋白的三股螺旋結(jié)構(gòu)都被破壞,而且這種破壞是不可逆的,因而喪失了再纖維性。所以,膠原、明膠和水解膠原蛋白中,只有膠原才具有再纖維的生物活性。這也決定了它們?cè)趹?yīng)用上的不同。

        膠原和明膠以及水解膠原蛋白對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)的影響也存在很大的區(qū)別[8～9]。采用角質(zhì)形成細(xì)胞分別在膠原、明膠和水解膠原蛋白底物上進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)時(shí),培養(yǎng)10h后用顯微鏡觀察到的細(xì)胞生長(zhǎng)繁殖情況如圖5所示。

 

膠原上培養(yǎng)的細(xì)胞的生長(zhǎng)繁殖能力明顯優(yōu)于在明膠上的培養(yǎng)效果。

        因?yàn)橹苽涔に嚨脑?，雖同為海綿狀，但兩者貼敷于創(chuàng)面，性狀有較大的區(qū)別：膠原柔軟而具有抗拉伸能力，既不膨脹也不收縮；而明膠質(zhì)感較硬，容易刺激創(chuàng)面，牽拉易碎，膨脹比較明顯。

        膠原有三螺旋結(jié)構(gòu)，有完整的生物活性，作為一個(gè)細(xì)胞支架性的材料，起到一個(gè)很好的修復(fù)的效果；明膠是由變性蛋白構(gòu)成，沒(méi)有生物活性，沒(méi)有修復(fù)的功效。

        膠原在吸收滲血的同時(shí)可激活內(nèi)源性止血，而明膠主要靠其多孔狀結(jié)構(gòu)吸收體液作用止血。

        明膠不能適于填充，因?yàn)樗慕到庵芷谛∮?天，不能起到長(zhǎng)期占位的效果；而膠原降解周期是4-8周，填充明顯好于明膠。