三、生物医学材料
胶原蛋白因较高的力学强度、低抗原性和良好的生物相容性及生物降解性，在生物医学中的应用十分广泛且发展迅速。
以胶原为主要或唯一组分制备的不同形式的生物材料在烧伤、创伤、药物传输、人工构建皮肤以及骨骼、心血管、食管、眼角膜疾病、美容和矫形等领域中的应用，国外已有较多的研究和专利报道，国内尚处于起步阶段。近年国内学者分别对胶原蛋白在烧伤、创伤、眼角膜疾病、硬组织修复、美容、矫形、创面止血等方面的医疗应用及国内外研究进展作了评述。
王坤余等探讨了用铬革屑提取的胶原蛋白研制胶原敷料及其应用。该研究采用分段提胶法，用铬革屑制得高质量的胶原蛋白，其铬含量和灰分含量分别低于2mg/kg和2%，相对分子质量在85 000左右，提胶率达到43.3%。用所提胶原蛋白研制的胶原基医用敷料无色透明、柔软，贴附性能好。抗张强度为3.52MPa、断裂伸长率为49.2%、含水率达89%以上。动物试验表明该敷料与动物皮肤相容性好，无刺激反应。与常规敷料相比，使用该敷料的兔子术后伤口无红肿。两周后，应用胶原敷料的伤口已愈合，伤口表面浅平，四周无硬组织突起，而使用常规敷料的伤口仍结有硬痂，且表面凹凸不平。
王碧等利用红外光谱（FT-IR）、X-射线衍射（X-RD）、光电子能谱（XPS）等手段，系统研究了用制革废弃物提取的胶原特性及其与多糖（壳聚糖、葡甘聚糖、硫酸软骨素）共混膜材料的物理、力学性能和生物学特性。研究结果如下。
（1）pH≤7时，胶原蛋白与葡甘聚糖之间可以任意比例互溶，该条件下共混膜中胶原蛋白与葡甘聚糖之间有较强的相互作用和良好的相容性。当胶原蛋白与葡甘聚糖达到一定质量比时，共混膜可达到与纯胶原海绵相近的止血效果。
（2）在两种三元共混膜：胶原蛋白—葡甘聚糖—壳聚糖（CKCS）和胶原蛋白—葡甘聚糖—硫酸软骨素（CKCs）中，葡甘聚糖与胶原蛋白和壳聚糖或硫酸软骨素均具有良好的相容性，膜中三种天然高分子之间存在着静电引力、氢键等强的相互作用。CKCS膜和CKCs膜均具有均匀而光滑的截面形貌，冻干的CKCS膜具有适宜细胞生长和增殖的多孔结构。
（3）NaOH溶液处理前后，共混膜的FI-IR谱和X-RD图谱分析比较表明，NaOH溶液处理极大地改善了CKCS共混膜中大分子间的相互作用，分子排列的规整性急剧下降，无序性增强，结晶度显著下降，因而共混膜的吸水性等物理性能和生物学性能得到了显著改善。
（4）物理性能测试表明：三元膜CKCS力学性能明显优于二元共混膜。胶原蛋白—壳聚糖（C—CS）和胶原蛋白—葡甘聚糖（C—KGM）及三种单一聚合物膜，其吸水率较C—KGM、胶原膜和葡甘聚糖膜明显降低，即三元膜CKCS吸水性有显著改善。CKCs膜的力学性能和吸水率与二元膜C—KGM和胶原蛋白—软骨素共混膜（C—Cs）及三种单一聚合物膜比较均有明显改善，但CKCs膜的湿态力学性能较CKCS膜的差，吸水性较CKCS膜的略强。CKCS膜和CKCs膜均同时具有生物医用材料必备的透水汽性、吸附性和渗透性。差示量热扫描（DSC）和热重分析（TGA）检测均显示这几种膜的热稳定性为：CKCS＞C—KGM＞C—CS＞壳聚糖（CS）＞KGM＞CKCs＞胶原。
（5）光电子能谱分析表明：三元共混膜表面与极性和亲/疏水性相关的吸水性、细胞黏附性和生物相容性，与未改性胶原膜相比有明显改善。血液相容性实验证实三元膜有更好的血液相容性。
（6）细胞相容性实验表明：在胶原蛋白—葡甘聚糖—壳聚糖共混膜上细胞生长和增殖的速度比在胶原蛋白—葡甘聚糖—硫酸软骨素共混膜上快，故CKCS共混海绵或膜与CKCs膜均具有良好的细胞相容性，还具有较好的抗凝血特性。
（7）动物实验表明：胶原含量为50%，葡甘聚糖与软骨素为一定质量比的三元膜具有良好的黏附性，良好的可生物降解性和生物相容性，作为创面敷料效果良好。
总之，二元共混膜C—KGM有较好的力学性能，但吸水性过强，经戊二醛交联的共混海绵具有比明胶海绵更好的止血性能。三元共混膜CKCS和CKCs，因三种材料之间良好的相容性，三种分子间存在着静电引力、氢键等贯穿网络的相互作用，使得膜表面具有均匀单一的形态结构，并且具有较高的透光率和更优良的力学性能，其吸水性能也较二元共混膜C—KGM和胶原膜等单一聚合物膜有明显改善。两种三元共混膜CKCS和CKCs均有一定的吸附性和渗透性，并同时具有可生物降解性、良好的细胞相容性和血液相容性等特性，预示三元共混膜CKCS和CKCs在组织工程等领域有良好的应用前景。
研究工作证明了由制革废弃物提取的胶原蛋白用作生物医学材料的可行性，填补了葡甘聚糖改性胶原蛋白生物膜材料应用于生物医学领域的研究空白。不仅为胶原蛋白改性制备生物材料的研究提供了思路、方法和实验数据，而且为制革皮边角余料这一宝贵的资源用于制备胶原蛋白—多糖共混生物医用材料提供了有价值的参考依据。
综上所述，制革副废物来源杂、数量大、种类多、组成复杂、胶原蛋白含量高、用途广、回收利用价值高。研究其高值利用并产业化，不仅对制革工业的可持续发展和副产品的充分利用以及相关产业链和生态链具有重大影响，而且将产生巨大的经济效益和社会效益，尤其是对我国循环经济建设及其增长将有重大贡献。虽然目前已有不少研究报道和较成熟的实用技术，但离市场经济的高要求还有相当距离，仍需加大研究开发力度，早日彻底解决资源浪费和制革污染的双重问题。