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明膠是一種肽分子聚合物質，是由膠原部分水解而得到的一類蛋白質，與膠原具有同源性，但兩者由于制備工藝的差異，造成它們在結構和性能上存在較大差異。膠原具有棒狀三股螺旋結構，其相對分子質量大約為30萬，分布窄，而明膠的相對分子質量從幾千到十萬，分布很寬。膠原在其水解制備明膠的過程中，三螺旋結構發生分離和斷裂，形成由不同氨基酸組成的非均勻多肽混合物。明膠既具有酸性又具有堿性，是一種兩性物質，其膠團帶電，在電場作用下，它將向兩極中的某一級移動。明膠分子中有大量的羥基，另外還有許多羧基和氨基，這使得明膠具有極強的親水性和反應活性。明膠所表現出來的一些良好的理化性能，以及在成本上的優勢，使其在醫藥工業、臨床醫學和臨床治療等領域有著廣泛的應用。
當組成膠團的各種蛋白質鏈借助于側鏈互相締結時，將形成一個不溶性的固體點陣，這就是凝膠。明膠溶液可形成具有一定硬度、不能流動的凝膠。當明膠凝膠受到環境刺激時會隨之響應，即當溶液的組成、pH值、離子強度發生變化和溫度、光強度、電場等刺激信號發生變化時，或受到特異的化學物質刺激時，凝膠就會發生突變呈現出相轉變行為。這種響應提示了凝膠的智能性的存在。根據明膠凝膠化所具有的智能性，可以利用明膠制作仿生智能材料。
由氨基酸構成的多肽鏈存在著親水區和疏水區，因而明膠和一些表面活性劑一樣具有適當的表面活性。研究表明，明膠溶液的表面張力與其濃度、溫度、pH值等因素有關。在明膠溶液濃度為1%或1%以下、溫度為10~45℃，在溶液形成少于1小時的界面上進行測定，發現在pH=2~3之間其表面張力最大，而最小表面張力則出現在等電點處。研究還指出，表面張力在30℃以下隨溫度而直線下降，在30~40℃之間下降更為急劇，在40℃以上時隨著溫度的不斷增高而進一步下降，其下降速率比純水的要大。凡出現老化的地方，表面的張力一般會隨時間而下降。
明膠是一種有效的保護膠體，可以阻止晶體或離子的聚集，用以穩定非均相懸浮液，在水包油的分散體藥劑中作為乳化劑。
4.1生物相容性
生物相容性是生物材料能否應用于臨床的關鍵因素之一。評價一種生物材料的生物學性能，主要看材料與機體的相互作用，包括材料反應和宿主反應。明膠是一種天然的高分子材料，其結構與生物體組織結構相似，因此具有良好的生物相容性。
4.2生物降解性
生物可降解高分子材料一般用于生物體內，作為非永久性植入材料，它在發揮作用之后能被活體吸收或參與正常的代謝而被排出體外，同時其降解產物對生物體無毒。相應于損傷部分的治愈情況，可降解材料必須具有相應的降解速度。明膠作為一種天然的水溶性的生物可降解高分子材料，其優點就是降解產物易被吸收而不產生炎癥反應。在應用明膠的可降解性時，經常對其進行化學修飾，調控其降解速度以適應不同的需要。
黏度反映了微小的纖維狀肽鏈分子溶解并分散在水中時因相對運動而產生的內摩擦力。對于稀溶液來說，由于體系中分子數極少，內摩擦力幾乎為零，其所表現出的黏度反映了多肽鏈體系平均分子量的大小。因此，在固定溫度、pH等的條件下，稀溶液的黏度測定主要用于測定明膠體系的平均分子量。而在濃溶液的情況下，其黏度主要是由明膠分子之間的流體力學的相互作用所引起的。在明膠濃溶液的濃度范圍內，影響黏度的主要變量是溫度、pH值和所加的鹽類；此外，明膠的平均分子量和分子量分布也影響到明膠的黏度。明膠濃溶液的黏度在等電點(IEP)pH下處于最低值，而在鹽溶液加入時，所有pH值下的溶液黏度均相應地降低。
在我們日常的討論和論述中常常將等電點(IEP)和等離子點(pI)的概念混用，這是因為同一個產品其等電點和等離子點在數值上差別不是太大，對明膠的應用影響不大，但實際上這是兩種不同的概念。據徐文達稱：根據定義，等離子點是指一種大分子的膠體分子在不含其它的可電離分子的狀態下溶于水時的pH值，因此等離子點是與膠體大分子的濃度有關；而等電點是指膠體大分子溶解于一定組成的緩沖溶液中不發生電泳時此緩沖溶液的pH值，這表明等電點與緩沖溶液的離子強度有關。他還指出，用離子交換法實際上是去除掉明膠分子以外的其它離子，因此測出的結果是等離子點；而用等電聚焦法測得的結果則是等電點。據報道，酸法豬皮明膠的等電點一般在pH7.5～9的范圍內，而堿法明膠的等電點在pH4.8～5.0范圍內。這兩種不同工藝制得的明膠相混合使用時會出現不相容的現象，如乳劑分層、透明度降低、凝聚等等，因此在混膠時要注意膠的等電點及使用時的pH。