编辑推荐：
丝胶（SER）薄膜因脆性限制应用。研究人员以黄原胶（XG）为增塑剂制备 SER/XG 薄膜。结果显示，该薄膜湿态拉伸性和细胞增殖能力显著提升。此研究为生物医学材料开发提供新思路。
在生物医学材料的探索之路上，天然生物聚合物凭借着丰富的资源、良好的生物降解性以及成本效益，成为了科研人员眼中的 “香饽饽”。丝胶（SER）作为一种由蚕产生的天然蛋白质，更是备受瞩目。它就像一位 “多面手”，不仅在丝绸的形成过程中发挥着黏合纤维的重要作用，还凭借其独特的化学组成 —— 含有大量极性氨基酸基团，展现出了诸如抗菌、抗氧化、抗凋亡、抗紫外线和保湿等卓越的生物活性。在医药、化妆品和生物医学领域，丝胶的身影随处可见，它能参与构建组织工程支架、制备药物递送载体，还能在生物成像中大显身手，FDA 也认可了它在软组织应用中的价值。
然而，这位 “多面手” 却有着一个明显的短板。干燥后的丝胶薄膜就像脆弱的玻璃，极易破碎，这种脆性严重限制了它在实际中的广泛应用。原来，在干燥过程中，丝胶蛋白会发生聚集，这就好比一群原本分散的士兵突然挤成一团，导致薄膜出现裂纹、收缩，难以制成尺寸较大的完整薄膜。尽管科研人员尝试将丝胶与其他聚合物（如聚乙烯醇、甘油等）或交联剂（如京尼平、戊二醛等）混合，来改善其干燥状态下的机械性能，但在潮湿的环境中，丝胶薄膜的结构稳定性依旧不足，拉伸性更是差强人意。在许多实际应用场景中，比如伤口敷料、生物传感器等，材料很可能会接触到水分，因此提升丝胶薄膜在湿态下的拉伸性迫在眉睫。
为了解决这一难题，印度理工学院卡拉格普尔分校（IIT Kharagpur）的研究人员踏上了探索之旅。他们巧妙地选择了黄原胶（XG）作为丝胶的 “得力助手”，共同构建出一种全新的生物聚合物薄膜 ——SER/XG 薄膜。他们的研究成果发表在了《Carbohydrate Polymers》杂志上，为生物医学材料的发展注入了新的活力。
在这项研究中，研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：一是溶剂浇铸法，他们将丝胶和黄原胶按不同比例溶解在甲酸中，通过这种方法制备出薄膜，甲酸不仅能减少丝胶的聚集，还能减缓凝胶化过程，提高薄膜的结晶指数；二是原位凝胶流变学，通过对凝胶过程的分析，研究人员得以探究凝胶初期微观结构与最终薄膜宏观性能之间的关联；三是傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析，用于研究丝胶和黄原胶在成膜过程中的相互作用。
制备 SER/XG 薄膜及形成机制
研究人员采用溶剂浇铸法，以甲酸为溶剂，将丝胶和黄原胶按不同比例混合制备薄膜。在干燥状态下，当黄原胶的添加量超过 50%（v/v）时，丝胶能够形成无裂纹、无收缩的薄膜。虽然黄原胶添加量低于 50%（v/v）时薄膜会出现裂纹和收缩，但随着黄原胶体积百分比的增加，丝胶的成膜能力明显增强。不过，当黄原胶过量时（如 SXG90 等样品），也会带来一些问题。这表明黄原胶的添加量对薄膜的形成有着重要影响，适量的黄原胶能够有效改善丝胶的成膜性能。
薄膜的机械性能研究
研究人员对不同比例的 SER/XG 薄膜进行了机械性能测试。结果发现，随着黄原胶含量的增加，薄膜在湿态下的拉伸强度和拉伸性显著提高，直到达到一定的 SER/XG 比例。这说明黄原胶的加入能够有效增强薄膜的机械性能，使薄膜在湿态下更加坚韧、更具拉伸性。这一发现为改善丝胶薄膜在实际应用中的力学性能提供了关键依据。
细胞黏附和增殖研究
通过细胞实验，研究人员发现这些 SER/XG 薄膜展现出了卓越的细胞黏附和增殖能力。这意味着该薄膜在生物医学领域，如组织工程和伤口愈合等方面，具有巨大的应用潜力。良好的细胞相容性是生物医学材料的重要指标，SER/XG 薄膜的这一特性为其在相关领域的应用奠定了坚实基础。
薄膜的细胞毒性和溶血研究
为了评估薄膜的生物安全性，研究人员进行了细胞毒性、溶血和细胞增殖染色等测试。结果显示，该薄膜具有良好的细胞相容性，溶血率低，这进一步证明了 SER/XG 薄膜作为生物医学材料的安全性和可靠性，为其未来的临床应用提供了有力支持。
研究人员成功制备出了以丝胶为基础，黄原胶为增塑剂的生物聚合物薄膜。这种薄膜在不牺牲丝胶生物特性的前提下，显著提升了湿态下的机械性能，尤其是拉伸强度和拉伸性，同时还具备出色的细胞黏附、增殖能力以及良好的生物相容性。这一研究成果意义非凡，为生物医学材料的开发开辟了新方向，有望推动组织工程、伤口敷料、生物传感器等领域的发展。未来，基于此研究，科研人员或许能够开发出更多性能优异的生物医学材料，为人类健康事业做出更大贡献。
