[发明专利]重组胶原蛋白及含氟纳米羟基磷灰石复合胶原蛋白人工骨

说明书

技术领域

本发明涉及重组胶原蛋白及其用途。具体地，本发明涉及含氟纳米羟基磷灰石、含氟纳米羟基磷灰石复合胶原蛋白人工骨及其制备方法。

背景技术

在动物的矿化组织中，含有微量的氟元素。Iyengar G.V.和Tandon L.考察了人骨和牙齿中的微量、痕量元素后发现：不同矿化组织的氟含量不同，在骨中氟浓度位于654-6180ppm(干重)，并且骨疏质比骨密质含氟量高；牙本质含量大约为140-157ppm(干重)，而牙釉质的为293-2640ppm(干重)；血液中氟元素的平均浓度为1μg/L。

研究表明，含氟材料释放氟离子对改善牙釉质、牙本质的抗龋齿性能和增强再矿化性能是有益的，氟离子的限量应用有益于促进骨的重建和治疗骨质疏松症。造骨细胞在含氟磷灰石表面与在HA表面的生物学行为(细胞粘附、增殖、表达)比较相似或者更好，发现细胞粘附力的改善归功于与羟基磷灰石(HA)相比氟磷灰石(FA)的表面特性的变化。Ramaswamy Y.等人研究吸附在FA陶瓷表面的破骨细胞时发现很难观察到骨吸收陷窝的存在，认为是由于氟磷灰石非常慢的溶解性导致了破骨细胞的降解材料速率非常低。Gineste L.等人在狗的口腔中分别植入了带有HA、FHA、FA涂层(涂层厚100μm)的牙移植体，发现HA、FA涂层几乎总是较快就被降解了；相反，FHA涂层表现出良好的骨组织整合性，比传统的磷酸钙涂层能持续更长的时间。Overgaard S.从等离子喷射涂层的体内试验肯定了氟离子能赋予羟基磷灰石的强的稳定性。

目前，含氟的生物材料主要有生物陶瓷、生物玻璃、Ca-P离子水泥、玻璃离子水门汀(GIC)、涂层和无机有机复合材料等，主要是应用于骨修复材料、骨的替代品、牙科材料、金属假肢涂层、组织工程材料等。尽管许多积极的研究表明材料的许多特性获得改善，如含氟磷灰石缓慢的降解速率和植入骨表面的较好的稳定性，氟离子能够促进骨形成过程中的磷酸钙的矿化和结晶，但是许多面向骨科应用的含氟的生物材料还未能工业化。主要原因之一就是FHA/FA制备的困难。有报道称由于无定形相的存在导致FA涂层的缺乏稳定性。如何获得具有良好结晶度和均匀尺寸的FA和FHA是一个直接关系到后续复合材料的性能优劣的不容忽视的问题。

发明内容

胶原蛋白是脊椎动物的组织结构主要成分之一，在人体中约占蛋白质总量的25-33％(相当于人体体重的6％)，广泛存在于人的皮肤、骨骼、软骨、韧带、角膜、各种内膜、筋膜等组织器官中，维持着皮肤与组织器官形态、结构，对各损伤组织起修复作用。本发明人采用基因重组技术对人体胶原蛋白的mRNA逆转录生成的cDNA进行酶切，经特定缝合和链接，转化入大肠杆菌内高效表达，然后再对构建的该基因工程菌进行高密度发酵，分离和纯化表达的目标蛋白，获得了一种性能优异的水溶性胶原蛋白，即范氏类人胶原蛋白(Fan’s Human-like Collagen)。该蛋白质具有胶原蛋白特有的三螺旋结构，有着良好的生物学相容性、促新细胞形成性、促细胞粘连性和止血功能。与动物源的相比较，它除过无病毒隐患和低排异性能外，还具有可加工性，克服了动物源胶原蛋白因三交叉螺旋结构所带来的刚性强，溶解后易断裂的不足。本发明人经研究发现，基于利用范氏类人胶原蛋白和FHA或HA为主要原材料制备的可降解骨修复材料是一类具有优异生物学性能的最具有潜力的人工骨。

即，本发明如下：

1.一种重组胶原蛋白，其由SEQ ID NO：1所示的氨基酸序列组成。

2.编码项1所述的重组胶原蛋白的核酸。

3.导入了项2所述的核酸的载体。

4.用项3的载体转化宿主细胞而得到的转化体。

5.一种含氟纳米羟基磷灰石的制备方法，其包括下述步骤：