一种负载TGF-β亲和肽的动态蛋白水凝胶及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于生物医学高分子材料领域，具体涉及一种负载TGF

【技术实现步骤摘要】
一种负载TGF
‑
β
亲和肽的动态蛋白水凝胶及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于生物医学高分子材料领域，具体涉及一种负载TGF
‑
β亲和肽的动态蛋白水凝胶及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]软骨缺损是由严重创伤、骨坏死、骨软骨炎或终末期骨关节炎引起的受损软骨区域。软骨缺损患者经常受到极度疼痛、关节受限或活动受限的困扰。在人体中，软骨细胞和细胞外基质成分（如胶原蛋白和蛋白多糖）协同维持软骨中的代谢稳态。软骨缺损不但会引发“损伤、骨关节炎和再损伤”，同时会造成细胞外基质的损失，进而阻碍缺损软骨的修复。此外，由于关节软骨无血管、淋巴或神经支配的特性，使得软骨的自我修复和再生潜力极其困难。
[0003]水凝胶是一种捕获水的三维交联聚合物网络，具有可调节和通用的特性，可作为细胞外基质仿生物，用于组织重建和软骨缺损修复。然而，常规的软骨修复水凝胶，一方面在延长药物释放和与周围天然组织适应性整合方面存在不足；另一方面，由于膝关节的高运动，在屈伸运动过程中，很难保持植入的水凝胶的结构完整性；此外，由于缺乏软骨诱导等生物活性，使其无法有效地促进骨缺损修复。因此，协同软骨形成剂对于增强水凝胶的性能至关重要。TGF
‑
β是一种调节细胞生长和分化的转换生长因子，能够有效促进软骨细胞生长，从而达到软骨修复的功效。还未见有将TGF
‑
β亲和肽负载于水凝胶中实现软骨修复的相关报道。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术中存在的缺陷，提供一种负载TGF
‑
β亲和肽的动态蛋白水凝胶及其制备方法与应用。在本专利技术中，通过巯基明胶中所含的二硫键与Au
3+
的配位结合作用，形成基于配体
‑
金属配位键的交联点，进而制备出负载TGF
‑
β亲和肽的可注射自愈合蛋白水凝胶；所述负载TGF
‑
β亲和肽的蛋白水凝胶具有优异的自愈合以及可注射性能，可在募集软骨细胞的同时有效分化细胞，促进软骨修复，在软骨修复中有着广阔的应用前景。
[0005]本专利技术的上述目的是通过以下技术方案实现：在某一具体实施例中，本专利技术提供了一种负载TGF
‑
β亲和肽的蛋白水凝胶，所述的水凝胶为多孔三维网状结构，其基于巯基明胶的二硫键与Au
3+
形成配体
‑
金属配位键交联点并负载TGF
‑
β亲和肽；在受到外界压力而发生水凝胶断裂后，二硫键与Au
3+
迅速交联自行愈合，TGF
‑
β功能生长因子促使成骨细胞分化，加速软骨修复。
[0006]本专利技术还提供了一种负载TGF
‑
β亲和肽的蛋白水凝胶的制备方法，具体包括如下步骤：（1）室温下将磷酸盐缓冲溶液（PBS）粉末与EDTA
‑
2Na混和后用去离子水溶解，得到PBS
‑
EDTA
‑
2Na溶液；
（2）将明胶溶解于步骤（1）中所得到的PBS
‑
EDTA
‑
2Na溶液中，加入2
‑
亚氨基硫烷盐酸盐，磁力搅拌反应后加到去离子水中透析，冻干，获得巯基明胶产物；（3）将步骤（2）中得到的巯基明胶溶解于PBS中，加入TGF
‑
β亲和肽溶液并充分混匀，静置后加入HAuCl4水溶液混合均匀，得到负载TGF
‑
β亲和肽的蛋白水凝胶。
[0007]步骤（1）中所述PBS
‑
EDTA
‑
2Na溶液的pH值为7.5
‑
8.5。
[0008]步骤（1）中所述磷酸盐缓冲溶液粉末、EDTA
‑
2Na、去离子水的用量关系为：590~610 mg：90~100 mg：48~52 mL。
[0009]步骤（2）中所述的明胶、PBS
‑
EDTA
‑
2Na溶液、2
‑
亚氨基硫烷盐酸盐的用量关系为：1 g：40 ~60 mL：32~50 mg。
[0010]步骤（2）中所述的透析为在2000 D的透析袋，透析5天。
[0011]步骤（3）中所述溶解为50℃热水浴中搅拌2小时。
[0012]步骤（3）中所述TGF
‑
β亲和肽的序列为HSDGLPLGGGGC，所述TGF
‑
β亲和肽溶液的配置为：将TGF
‑
β亲和肽溶于10 mM pH 7
‑
7.5的PBS水溶液中，TGF
‑
β亲和肽和PBS水溶液的用量比为9~11 mg：95~105 μL。
[0013]步骤（3）中所述静置的反应条件为：45~55 ℃的热水浴中反应0.5~1 h。
[0014]步骤（3）中所述巯基明胶、PBS、TGF
‑
β亲和肽溶液和HAuCl4水溶液的用量关系为39~41 mg：290~310 μL：9~11 μL：95~105 μL，所述HAuCl4水溶液中HAuCl4与去离子水的用量关系为1.4 mg：95~105 μL。
[0015]本专利技术还提供了如上所述负载TGF
‑
β亲和肽的蛋白水凝胶在制备治疗软骨疾病的药物上的应用。
[0016]进一步地，所述的药物为促进软骨再生的药物。
[0017]本专利技术还提供了一种药物组合物，所述组合物包括如上所述负载TGF
‑
β亲和肽的蛋白水凝胶和其他药学上可以接受的辅料。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过Traut
’
s Reagent对明胶进行巯基化修饰，随后通过Au
3+
与明胶中所含二硫键进行金属配位，形成基于配体
‑
金属配位键的交联点，同时引入TGF
‑
β亲和肽制备出具有自愈合可注射性能的功能蛋白水凝胶。TGF
‑
β亲和肽能够识别并结合内源性生长因子，负载于动态水凝胶中，获得具有自募集内源性TGF
‑
β1的组织工程支架材料；功能化生长因子TGF
‑
β亲和肽的加入，赋予该动态水凝胶的软骨修复功能；通过富集TGF
‑
β1促进受损骨组织中软骨细胞分化，达到软骨组织修复与再生的效果。制备过程简单，条件温和，不仅提高了蛋白水凝胶的力学性能，同时使其具备了优异的自愈合以及可注射性能。动态化的水凝胶实现在不规则及复杂创面及组织上的临床应用，在软骨修复中有着广阔的应用前景。
附图说明
[0019]图1是制备的水凝胶实物状态图；其中，a是溶解有多肽的巯基明胶溶胶，b、c均为负载TGF
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β亲和肽的蛋白水凝胶图；图2是负载TGF
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β亲和肽的蛋白水凝胶的SEM图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负载TGF
‑
β亲和肽的蛋白水凝胶，其特征在于，所述的水凝胶为多孔三维网状结构，其基于巯基明胶的二硫键与Au
3+
形成配体
‑
金属配位键交联点并负载TGF
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β亲和肽；在受到外界压力而发生水凝胶断裂后，二硫键与Au
3+
交联自行愈合，TGF
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β功能生长因子促使成骨细胞分化，加速软骨修复。2.一种负载TGF
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β亲和肽的蛋白水凝胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括如下步骤：（1）室温下将磷酸盐缓冲溶液粉末与EDTA
‑
2Na混和后用去离子水溶解，得到PBS
‑
EDTA
‑
2Na溶液；（2）将明胶溶解于步骤（1）中所得到的PBS
‑
EDTA
‑
2Na溶液中，加入2
‑
亚氨基硫烷盐酸盐，磁力搅拌反应后加到去离子水中透析，冻干，获得巯基明胶产物；（3）将步骤（2）中得到的巯基明胶溶解于PBS中，加入TGF
‑
β亲和肽溶液并充分混匀，静置后加入HAuCl4水溶液混合均匀，得到负载TGF
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β亲和肽的蛋白水凝胶。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述PBS
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EDTA
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2Na溶液的pH值为7.5
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8.5；所述磷酸盐缓冲溶液粉末、EDTA
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2Na、去离子水的用量关系为：590~610 mg：90~100 mg：48~52 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘国庆，张金燚，王淼，尹纬玲，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：