具有粘弹性行为的蛋白质类生物材料、其获得方法及其用途技术

本发明专利技术涉及一种制备生物材料的方法，包括以下步骤：a)制备包含在水中的溶解度高于或等于约10mg/mL的至少一种蛋白质和在水中的溶解度高于或等于约500mg/mL的至少一种盐的溶液，b)在4至50℃的温度下在大气压下或在更低温度下在真空或低于大气压的压力下，将步骤a)中获得的溶液原样蒸发，作为通过使步骤a)中获得的溶液发泡而获得的泡沫，或其混合物，直到形成两个不混溶相或直到获得基本上干燥的固体，从而获得生物材料。本发明专利技术还涉及可通过该方法获得的生物材料，以及该生物材料作为体外组织工程和/或体外细胞培养和体外扩增的支撑物和/或作为可植入医疗装置，或作为药物的用途。或作为药物的用途。或作为药物的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有粘弹性行为的蛋白质类生物材料、其获得方法及其用途


[0001]本专利技术涉及一种生物材料的制备方法，由该方法获得的生物材料，以及该生物材料作为组织工程支撑物、用于细胞培养或扩增、作为可植入医疗装置和作为药物的用途。
[0002]因此，本专利技术在医学领域具有实用性，特别是用于组织工程、药物递送、伤口敷料和植入物。
[0003]在下面的描述中，对括号([])的引用是指位于文本末尾的参考文献列表。

技术介绍

[0004]生物材料广泛用于各种治疗应用，例如组织工程、药物输送、伤口敷料和植入物。
[0005]合成的、活的或混合的，它们在几十年内获得了所有治疗领域：心血管、外科和骨科、牙科、眼科、皮肤科、泌尿科、肾科、神经科、内分泌科，尤其是再生或改善组织的功能。
[0006]有几种类型的生物材料，但可以设想四种主要类别的生物材料：
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金属和金属合金，
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广义上的陶瓷，
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聚合物和软物质，
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天然来源的材料，例如珊瑚或从植物或动物有机体中提取的其他成分，例如甲壳素、藻酸盐、肝素、褐藻糖胶、纤维素、胶原蛋白或纤维蛋白。
[0011]最后一类生物材料特别有趣，因为天然来源的材料通常具有天然的生物相容性和可生物降解性。
[0012]涉及热聚集或交联的多种技术已用于制备基于天然材料的生物材料。然而，使用高温和交联剂可能导致材料结构发生不可逆的变性和改变，导致其生物学特性丧失，并可能揭示新的抗原位点，从而引发炎症反应。
[0013]因此，需要基于不具有这些缺点并且满足更多天然生物材料需求的天然来源材料的替代生物材料。

技术实现思路

[0014]通过广泛的研究，申请人已经开发出新的生物材料，其在水、酸性溶液和细胞培养基中表现出显著的机械性能和良好的稳定性。
[0015]令人惊讶的是，获得的生物材料表现出类似固体的行为，使其成为组织工程或细胞培养的支撑物的良好候选物。
[0016]本公开报道了可能完全由一种独特类型的蛋白质或几种在生物材料制备过程中变性/未变性的选定蛋白质制成的第一生物材料。这意味着本专利技术的生物材料不太可能在受试者中引发炎症反应。此外，生物材料无细胞毒性，并且有利于细胞粘附和定植。
[0017]由于它是由蛋白质制成的，本专利技术的生物材料是完全可生物降解的。
[0018]申请人开发的制备方法可以在没有任何化学或苛刻/变性剂配制条件的情况下获得生物材料。它还允许调节生物材料的特性，特别是机械和内在特性，并获得具有新特性的
功能化生物材料。因此，申请人提供了可以调节其特性以适应靶向治疗应用的要求的通用生物材料。
[0019]因此，在第一方面，本专利技术提供了一种制备生物材料的方法，包括以下步骤：
[0020]a)制备包含至少一种在水中的溶解度高于或等于约10mg/mL的蛋白质和至少一种在水中的溶解度高于或等于约500mg/mL的盐的溶液，
[0021]b)在4至50℃的温度下在大气压下或在更低温度下在真空或低于大气压的压力下，将步骤a)中获得的溶液原样蒸发，作为通过使步骤a)中获得的溶液发泡而获得的泡沫，或其混合物，直到形成两个不混溶相或直到获得基本上干燥的固体，
[0022]从而获得生物材料。
[0023]本专利技术的方法具有不使用任何共价交联或热聚集步骤的显著优势，从而允许获得具有非变性蛋白的生物材料。
[0024]步骤a)中使用的至少一种蛋白质可以是在20℃的温度下在水中的溶解度高于或等于约10mg/mL，例如高于或等于20mg/mL、或40mg/mL、或50mg/mL的任何蛋白质。例如，蛋白质可具有介于约10mg/mL和1000mg/mL之间的溶解度。蛋白质在水中的溶解度可以通过本领域技术人员已知的任何方法测量，例如高效液相色谱(HPLC)、衰减全反射(ATR)
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FTIR光谱、拉曼光谱或聚焦光束反射模式(FBRM)测量。此类蛋白质可以例如选自血清蛋白质，例如白蛋白或球蛋白，尤其是γ
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球蛋白。白蛋白可特别选自人血清白蛋白、牛血清白蛋白、猪血清白蛋白、卵清蛋白、植物白蛋白和重组白蛋白，例如在结构上与天然人血清白蛋白等效并在稻米中产生的重组人白蛋白。白蛋白也可以是白蛋白纳米颗粒。如上所述，“至少一种”蛋白质可用于本专利技术的方法中，意味着1、或2、或3、或4种或更多种不同的蛋白质可用于步骤a)的溶液中。优选地，它可以使用1到3种不同的蛋白质。步骤a)的溶液中蛋白质的浓度可以是允许与盐混合的任何浓度。它可以例如包含在10mg/mL和500mg/mL之间。本领域技术人员能够根据盐的性质和盐浓度调整溶液中蛋白质的浓度。然而，如下文更详细解释的，盐和蛋白质之间的摩尔比比蛋白质浓度更重要，以获得具有期望特征的生物材料。
[0025]步骤a)中的至少一种盐可以是在20℃的温度下在水中的溶解度高于或等于约500mg/mL，例如高于或等于700mg/mL、或900mg/mL、或1200mg/mL的任何盐。例如，盐的溶解度可以在约500mg/mL和3000mg/mL之间。该盐在水中的溶解度可以在约20℃的温度、pH 7、大气压下测量。盐在水中的溶解度可以例如通过本领域技术人员已知的任何方法来测量，例如离子色谱法、气相色谱法、酸碱滴定法、电位滴定法、容量法、称重法或拉曼光谱法。至少一种盐可以例如选自NaBr、NaI、KI、CaCl2、MgCl2、KC2H3O2和NH4HCO2。如上所述，“至少一种”盐可以用于本专利技术的方法中，这意味着可以使用1种、或2种、或3种、或4种或更多种不同的盐。优选地，它可以使用1
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3种盐。例如，所述至少一种盐可以包含NaBr和NaI、NaBr和CaCl2、KI和CaCl2或NaBr/CaCl2/MgCl2，例如摩尔比为100/100/100、200/200/200或300/300/300。步骤a)的溶液中盐的浓度可以是允许与蛋白质混合的任何浓度。它可以例如在0.01M和40M之间。本领域技术人员能够根据蛋白质的性质和蛋白质浓度来调整溶液中盐的浓度。然而，如下文更详细解释的，盐和蛋白质之间的摩尔比比盐浓度更重要，以获得具有期望特征的生物材料。
[0026]优选地，在步骤a)中，至少一种蛋白质和至少一种盐的摩尔比取决于蛋白质的性质和用于获得生物材料的盐的性质。由于申请人已经证明生物材料的形成取决于蛋白质和
盐浓度的配对效应，因此盐/蛋白质的摩尔比是评估膜形成的更相关和更可靠的参数。知道这点，摩尔比可由技术人员根据其一般知识和不溶性生物材料的期望性质，特别是其硬度来确定，而没有过度负担。例如，摩尔比可以包括在100和4000之间，例如在100和3000之间，或在300和2500之间，或在400和2000之间，或在600和1500之间，或在650和1000之间，这取决于步骤a)中使用的盐和蛋白质。例如，NaBr和白蛋白的混本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.制备生物材料的方法，包括以下步骤：a)制备包含在水中的溶解度高于或等于约10mg/mL的至少一种蛋白质和在水中的溶解度高于或等于约500mg/mL的至少一种盐的溶液，b)在4至50℃的温度下在大气压下或在更低温度下在真空或低于大气压的压力下，将步骤a)中获得的溶液原样蒸发，作为通过使步骤a)中获得的溶液发泡而获得的泡沫，或其混合物，直到形成两个不混溶相或直到获得基本上干燥的固体，从而获得生物材料。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种盐选自NaBr、NaI、KI、CaCl2、MgCl2、KC2H3O2和NH4HCO2。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中洗涤在步骤b)中获得的所述干燥的固体，直至去除所述至少一种盐的至少90重量％。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述至少一种蛋白质选自血清蛋白质，例如白蛋白或球蛋白。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述白蛋白选自人血清白蛋白、牛血清白蛋白、猪血清白蛋白、卵清蛋白、植物白蛋白或重组白蛋白。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤a)和/或步骤b)期间添加至少一种添加剂。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述至少一种添加剂选自聚合物，特别是不带电的、带正电的、带负电的和两性...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃亚，
申请(专利权)人：国立科学研究中心法国国家健康与医学研究院，
类型：发明
国别省市：