改性海藻酸或其盐及制备方法、生物修复材料及支架技术

一种改性海藻酸或其盐及制备方法、生物修复材料及支架，属于生物医学领域。改性海藻酸或其盐包括多肽接枝的海藻酸或海藻酸盐，其中，多肽的氨基酸序列中含有RGD。本发明专利技术提供的改性海藻酸或其盐提高了海藻酸及其盐与生物组织细胞之间的相容性，细胞更易于在其表面进行铺展，同时还可以促进细胞的分化、增殖。

Modified alginic acid or its salt, preparation method, biological repairing material and bracket

The invention relates to a modified alginic acid or a salt thereof and a preparation method thereof. The modified alginic acid or its salts include polypeptide grafted alginate or alginate, in which the amino acid sequence of the polypeptide contains RGD. The modified alginate or a salt thereof provided by the invention improves the compatibility between alginate and salt and biological tissues, cells more easily spread on the surface, but also can promote cell proliferation and differentiation.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物医学领域，具体而言，涉及一种改性海藻酸或其盐及制备方法、生物修复材料及支架。
技术介绍
海藻酸是由褐藻中提取的天然多糖，其与金属离子成盐可得到具有胶体特性以及增稠、稳定、乳化、粘性等作用的海藻酸盐。海藻酸钠是海藻酸盐中使用和研究较多的一种钠盐，其具有浓缩溶液、形成凝胶以及成膜等功能，因而在医药、食品、印染、酶工程等领域具有广泛的应用。目前，已有一些研究将海藻酸钠用于医药了领域，但是，其普遍表现出生物相容性差等问题，从而限制了在医药方面的进一步应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种改性海藻酸或其盐，可提高改善细胞在其表面的铺展性，有利于细胞、组织的粘附。本专利技术的另一目的在于提供一种改性海藻酸或其盐的制备方法，其具有操作简单、工艺简易，能够降低生产成本并提高了生产效率。本专利技术的另一目的在于提供一种生物修复材料，可以提高生物相容性、亲和性，并且提高化学稳定性。本专利技术的另一目的在于提供一种生物修复支架，其具有生物相容性好的优点，能够为细胞成长和新组织的形成提供稳定和适宜的环境。本专利技术是这样实现的：一种改性海藻酸或其盐，其包括多肽接枝的海藻酸或海藻酸盐，其中，多肽的氨基酸序列中含有RGD。改性海藻酸或其盐的制备方法包括：将多肽接枝到海藻酸或海藻酸盐，多肽的氨基酸序列中含有RGD。一种由上述改性海藻酸或其盐制作而成的生物修复材料以及由该生物修复材料制作而成的生物修复支架。本专利技术实施例的有益效果：专利技术人经过研究发现，通过利用多肽接枝到海藻酸或其盐的形式，对海藻酸或其盐进行修饰改性，同时利用氨基酸序列中含有RGD的多肽与人体组织、细胞之间的相容性好的优点，降低了现有海藻酸或其盐对细胞的毒性，同时提高细胞、组织在其表面的铺展性，从而使其与人体细胞、组织之间具有较好的粘附性，可以促进细胞、组织的稳定和快速生长和增殖。此外，改性海藻酸或其盐的溶解性，也使得易于对其采取进一步的加工和改造，从而也有利于进行利用。改性海藻酸或其盐的制备方法工艺流程简单、易操作且生产成本低，易于制备出品质优良且价格低廉的改性海藻酸或其盐。由于改性海藻酸或其盐的制备方法工艺流程简单、易操作，制备的改性海藻酸或其盐的质量的一致性好，从而有利于提高生产效率，降低成本，为进行大规模生产以及对其进行利用提供了便利。通过在改性海藻酸或其盐中添加生物陶瓷制作的生物修复材料，结合了两者的优势，通过两者协同作用提高生物相容性，有利于细胞间的粘附，同时能够更好地促进细胞、组织的分化生长和增殖，并且提高其在生物体内的稳定性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1示出了实施例5中制备的生物修复支架的外观形貌；图2示出了试验例1中骨间充质干细胞的生长状况；图3为图2中Ⅲ部的局部放大图；图4示出了试验例2中骨间充质干细胞的生长状况；图5为图4中Ⅴ部的局部放大图。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。以下针对本专利技术实施例的改性海藻酸或其盐及制备方法、生物修复材料及支架进行具体说明：一种改性海藻酸或其盐，其包括多肽接枝的海藻酸或海藻酸盐，其中，多肽的氨基酸序列中含有RGD。海藻酸是一种天然的多聚糖醛酸线性高分子，因提取于藻类而得名。海藻酸类似于细胞外基质中的糖肢聚糖，可以与金属离子成盐，海藻酸盐具有胶体特性和增稠性、稳定性、乳化性、溶解性和粘性等优良特性。本专利技术人经过研究发现，细胞在现有海藻酸或其盐表面的铺展、粘附性差，且现有海藻酸或其盐对细胞具有一定的毒性。专利技术人通过对海藻酸或其盐进行修饰改性，从而提高了其与细胞、组织之间的生物相容性，实现了较好的细胞铺展和粘附特性，同时还可以降低现有海藻酸或其盐对细胞的毒性。本专利技术实施例中，提供了一种氨基酸序列中含有RGD的多肽接枝到海藻酸或海藻酸盐的改性海藻酸或其盐。其中，多肽可以对海藻酸或海藻酸盐表面基团进行掩蔽或替换，从而减小基团如羟基对细胞的影响，同时RGD短肽序列能够较好地与人体相容，利于细胞的铺展、粘附以及分化生长。对氨基酸序列中含RGD的多肽进行改进，例如在其残基上进行修饰还课题改进其对细胞的结合能力。通过多肽修饰海藻酸或海藻酸盐，两者协同作用，优势互补，获得了生物活性相对更高的改性海藻酸或其盐。改性海藻酸或其盐的分子结构能够为细胞的铺展提供众多的物理、化学反应位点，从而更易于细胞粘附。将多肽接枝到海藻酸或海藻酸盐的方法可以有多种选择，例如，本专利技术实施例中，改性海藻酸或其盐的β-D-甘露糖醛酸(M)或/和α-L-古洛糖醛酸(G)单元中的两个相邻羟基转化为两个醛基，其中两个醛基中的至少之一的＝O被多肽的氨基端＝N取代。或者，改性海藻酸或其盐是通过多肽的氨基端接枝到氧化后的海藻酸或海藻酸盐。或者，改性海藻酸或其盐的β-D-甘露糖醛酸(M)或/和α-L-古洛糖醛酸(G)单元中的羧基中的至少之一的＝O基被多肽的氨基端＝N取代。本专利技术提供的改性海藻酸或其盐的结构可以多种，可根据海藻酸或海藻酸盐的结构、多肽的结构以及多肽的接枝方式进行选择性地控制，例如，本专利技术实施例中，多肽接枝的海藻酸盐具有以下通式结构：其中，M表示碱金属离子，碱土金属离子或铵离子，碱金属离子和碱土金属离子优选锂离子、钠离子、钾离子、铷离子、铯离子、钫离子、铍离子、镁离子、钙离子、锶离子、钡离子或其组合，m≥1的正整数，N-R1为多肽的氨基酸残基，且多肽的氨基酸序列中含有RGD。其中，在本专利技术的其他实施例中，M也可以是氢，即形成由多肽接枝于海藻酸形成的改性海藻酸。进一步地，多肽接枝的海藻酸盐中的成盐离子，优选为金属钠离子，即，多肽接枝的海藻酸盐具有以下通式结构：其中，m≥1的正整数，N-R1为多肽的氨基酸残基，且多肽的氨基酸序列中含有RGD。如上述改性海藻酸盐中，海藻酸盐为药学上可接受的盐，优选碱金属盐或碱土金属盐或铵盐，优选海藻酸盐选自海藻酸锂、海藻酸钠、海藻酸钾、海藻酸铷、海藻酸铯、海藻酸钫、海藻酸铍、海藻酸镁、海藻酸钙、海藻酸锶、海藻酸钡或其组合，优选海藻酸钠。多肽的氨基酸序列优选为CGGGRGDS，本专利技术实施例中，以CG3-RGDS表示氨基酸序列为CGGGRGDS的多肽。本专利技术实施例中，上述改性海藻酸或其钠的制备方法包括：将多肽接枝到海藻酸或其盐(海藻酸盐)，其中，多肽的氨基酸序列中含有RGD。例如，改性海藻酸或其盐的β-D-甘露糖醛酸(M)或/和α-L-古洛糖醛酸(G)单元中的两个相邻羟基转化为两个醛基，且其中所述的两个醛基中的至少之一的＝O被多肽的氨基端＝N取代。通过将海藻酸或其盐中的醛基转换为醛，可以使得海藻酸或其盐的细胞毒性被大大减弱，利于细胞铺展、粘附。将羟基转化为醛基的方式有多种，例如，本专利技术实施例中，是在将多肽接枝到海藻酸或其盐之前先氧化海藻酸或其盐，形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性海藻酸或其盐，其特征在于，所述改性海藻酸或其盐包括多肽接枝的海藻酸或海藻酸盐，所述多肽的氨基酸序列中含有RGD。

【技术特征摘要】
1.一种改性海藻酸或其盐，其特征在于，所述改性海藻酸或其盐包括多肽接枝的海藻酸或海藻酸盐，所述多肽的氨基酸序列中含有RGD。2.根据权利要求1所述的改性海藻酸或其盐，其特征在于，所述改性海藻酸或其盐是所述多肽的氨基端接枝到氧化后的所述海藻酸或海藻酸盐。3.根据权利要求1所述的改性海藻酸或其盐，其特征在于，所述改性海藻酸或其盐的β-D-甘露糖醛酸(M)或/和α-L-古洛糖醛酸(G)单元中的两个相邻羟基转化为两个醛基，其中所述两个醛基中的至少之一的＝O被所述多肽的氨基端＝N取代。4.根据权利要求3所述的改性海藻酸或其盐，其特征在于，所述多肽接枝的海藻酸盐具有以下通式结构：其中，M表示包括钠离子的碱金属离子，或碱土金属离子，或铵离子，m≥1的正整数，N-R1为所述多肽的氨基酸残基。5.根据权利要求1至4任一项所述的改性海藻酸或其盐，其特征在于，所述多肽的氨基酸序列是CGGGRGDS。6.一种改性海藻酸或其盐的制备方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮长顺，罗桂林，吴明明，潘浩波，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44