[发明专利]具有选择特性的胶原、含有该胶原的胶原产品及其生产方法

说明书

本发明公开了用于形成具有放大的所需特性的目标胶原产品的方法，包括向胶原中添加表现出所需特性的肽以形成目标胶原产品的步骤。进一步公开了用于形成缺乏不期望特性的目标胶原产品的方法，包括从胶原中减去表现出不期望特性肽以形成目标胶原产品的步骤。还公开了通过所公开的方法形成的目标胶原产品。

相关申请

本申请要求(1)2020年9月16日提交的第63/079,187号美国临时专利申请；(2)2020年10月19日提交的第63/093,554号美国临时专利申请；和(3)2021年2月12日提交的第63/149,068号美国临时专利申请的优先权，三者全部通过引用并入本文。

技术领域

本发明的实施方案涉及旨在应用于各种组织以用于各种目的(包括生物组织修复)的可定制胶原。更具体地，本发明的实施方案涉及用于放大或降低胶原的某些特性以用于靶向用途的方法，例如用于软组织修复应用或骨修复应用。本发明的实施方案还涉及工程化胶原构建体，包括分层目标胶原产品/构建体、其制备方法、使用包括可定制胶原的生物分子的3D打印方法、以及通过这种方法形成的胶原构建体。

背景技术

胶原是一种存在于人类和动物体内的天然蛋白质。胶原组织通常从捐赠者处获得，并用于从美容手术到骨修复到伤口愈合的各种医疗应用。原核生物胶原也可来源于基因工程微生物以及基因工程植物。

胶原可通过多种不同方式进行处理和/或加工，如扩增、重构、浓缩、交联、与其他生物物质结合等。因此，可以生产用于各种医疗应用的各种胶原产品。

本发明的一些实施方案一般涉及快速原型制作系统，特别是用于制造基于胶原的医疗和牙科设备的3D打印系统，所属设备例如，牙骨移植体、牙膜、支架、泪点塞、眼部胶原高嵌体(onlay)和嵌体(inlay)、隐形眼镜、骨科矫形敷剂、脊柱敷剂、神经敷剂和皮肤敷剂。更具体地，本发明涉及喷墨、熔融沉积建模(FDM)、选择性激光烧结(SLS)、立体光刻(SLA)、数字光处理(DLP)、生物打印或其组合的用途，以从本发明的许多材料系统和新型树脂系统中将医疗装置构建为三维物体。喷墨打印系统通过喷墨打印头分散材料以形成3D物体，该物体通过冷却、聚合和光照射而硬化。FDM在整个喷嘴中挤出热塑性材料以构建3D物体。SLS使用激光作为电源来烧结粉末材料以形成固体物体。SLA使用激光束描绘出每一层的形状，并在容器(池或槽)中硬化光敏树脂。DLP系统通过使用数字光处理器(DLP)投影仪将连续的体素平面投影到液体树脂中来构建三维物体，然后使液体树脂固化。生物打印是一种逐层打印的过程，即用或不用细胞进行生物基质打印。然后，该物体可以作为基质或支架来生长细胞化组织。通常，快速原型制作(Prototyping)是指用于制造零件的常规制造工艺，其中零件是使用硬化材料层逐层构建的。根据这项技术，待制造的零件被视为一系列离散的横截面区域，这些区域在组合时构成三维结构。一层一层地构建零件与传统的机械加工技术非常不同，在传统的机械技术中，金属或塑料件被切割并钻孔成所需的形状。在快速原型制作技术中，零件直接从计算机辅助设计(CAD)或其他数字图像中产生。软件用于将数字图像分割成薄的横截面层。然后，通过将塑料层或其他硬化材料放置在彼此的顶部来构建零件。有许多不同的技术可用于组合结构材料层。对于某些技术，可能需要最终固化步骤来完全固化材料层。对于某些技术，例如粉末床或FDM的喷墨打印，可能需要应用密封剂来形成致密的3D物体。在某些技术中可增加额外的铣削。