[发明专利]一种强粘附性、高机械强度的PEGDA-贻贝粘附蛋白-胶原蛋白复合水凝胶的制备方法有效

专利信息
申请号: 201910470383.1 申请日: 2019-05-31
公开(公告)号: CN111995777B 公开(公告)日: 2022-06-03
发明(设计)人: 包子娴;孙粤;年锐;咸漠;樊喜英;陈泉;刘文帅;彭馨莹 申请(专利权)人: 中国科学院青岛生物能源与过程研究所
主分类号: C08J3/28 分类号: C08J3/28;C08J3/24;C08J3/075;C08L89/00;C08L71/02
代理公司: 哈尔滨市阳光惠远知识产权代理有限公司 23211 代理人: 邓宇
地址: 266101 山*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 粘附 机械 强度 pegda 贻贝 蛋白 胶原 复合 凝胶 制备 方法
【说明书】:

一种强粘附性、高机械强度的PEGDA‑贻贝粘附蛋白‑胶原蛋白复合水凝胶的制备方法,属于水凝胶技术领域。为了提高胶原蛋白水凝胶的机械强度和组织粘附性,本发明提供了一种强粘附性、高机械强度的PEGDA‑贻贝粘附蛋白‑胶原蛋白复合水凝胶的制备方法,该方法是将贻贝粘附蛋白溶解于乙酸溶液,获得贻贝粘附蛋白乙酸溶液,将胶原蛋白固体溶解于贻贝粘附蛋白乙酸溶液,获得贻贝粘附蛋白‑胶原蛋白溶液,碱中和pH至5‑9,加入PEGDA固体至完全溶解,加入光起始因子,紫外光交联形成PEGDA‑贻贝粘附蛋白‑胶原蛋白复合水凝胶。本发明制备工艺简单、易操作,在组织工程、医学等领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于水凝胶技术领域,具体涉及一种强粘附性、高机械强度的PEGDA-贻贝粘附蛋白-胶原蛋白复合水凝胶的制备方法。

背景技术

胶原蛋白是细胞外基质中的主要成分,具有生物相容性、生物可降解性、细胞粘附性、低免疫原性等特点,在药物递送、皮肤替代物、组织工程等方面有广阔应用。目前商业化的胶原蛋白主要来源于猪皮和牛跟腱等,但是较高的提取成本以及病毒传播的可能性限制了哺乳动物胶原蛋白的应用。鱼皮等水产品加工废弃物是胶原蛋白的获取来源之一,价格低廉,安全性高,因此鱼类胶原蛋白逐渐在市场应用中占有一席之地。但是,无论哺乳动物来源或是海洋生物来源的胶原蛋白,形成的水凝胶均具有较差的机械性能,在一定程度上限制了其应用。文献报道了交联剂的加入可以提高胶原蛋白水凝胶的机械性能,但是交联剂的生物安全性存在一定隐患。为此,开发生物来源的胶原蛋白复合水凝胶既可以保证材料的生物安全性,同时又可以提高其机械性能。

贻贝粘附蛋白是在贻贝丝足中提取的天然粘附蛋白,具有良好的粘附性能。目前贻贝粘附蛋白的获得方式有两种,一种是从贻贝中提取天然贻贝粘附蛋白,另一种是利用工程菌表达纯化的重组贻贝粘附蛋白。受贻贝来源的限制,工程菌发酵是目前获取贻贝粘附蛋白常用的手段。贻贝粘附蛋白具有粘附性好、生物安全性高的优点,其已经被用于组织粘合剂等粘附性材料的研发中。

聚乙二醇双丙烯酸酯(PEGDA)是通过化学反应在聚乙二醇(PEG)两端加入丙烯基团得到的产物。PEGDA是经过美国FDA认证符合美国药典(USP)、国家处方集(NF)和食品化学法典(FCC)标准,可被广泛应用于食品、制药、组织工程等领域,具有极高的安全性。但是,未经修饰的PEGDA水凝胶具有极强的亲水性,不利于细胞粘附。为了改善其细胞粘附性,已有研究将RGD、粘附肽、生长因子、无机化合物和其它生物功能基团连接到PEGDA凝胶上,增强细胞粘附性。胶原蛋白也以物理混合的方式加入PEGDA凝胶中,增强细胞粘附性,但是两者物理混合后,机械强度没有发生明显变化,其机械强度仍然不高。此外,该复合胶体组织粘合性仍然较差,不利于在组织表面的固定,限制其应用。

发明内容

为了提高胶原蛋白水凝胶的机械强度和组织粘附性,本发明提供了一种强粘附性、高机械强度的PEGDA-贻贝粘附蛋白-胶原蛋白复合水凝胶的制备方法,所述方法包括如下步骤:

1)将贻贝粘附蛋白溶解于乙酸溶液中,获得贻贝粘附蛋白乙酸溶液;

2)将胶原蛋白溶解于步骤1)获得的贻贝粘附蛋白乙酸溶液中,获得贻贝粘附蛋白-胶原蛋白溶液;

3)4℃条件下,调节步骤2)获得的贻贝粘附蛋白-胶原蛋白溶液pH至5-9;

4)然后加入聚乙二醇双丙烯酸酯PEGDA,获得PEGDA-贻贝粘附蛋白-胶原蛋白混合溶液,加入光引发剂,在紫外光下交联形成PEGDA-贻贝粘附蛋白-胶原蛋白复合水凝胶。

进一步地限定,步骤1)所述乙酸溶液体积浓度为5%,所述贻贝粘附蛋白在贻贝粘附蛋白乙酸溶液中的浓度为0.01g/mL-0.1g/mL。

进一步地限定,步骤1)所述贻贝粘附蛋白为天然贻贝粘附蛋白或由基因工程菌发酵获得的人工合成贻贝粘附蛋白。

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