重組膠原蛋白及其生物材料的制備和性質(zhì)研究.pdf

1、膠原蛋白是動(dòng)物細(xì)胞外基質(zhì)中的一種生物大分子，對(duì)維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整性和其他生物功能具有重要意義。在人體中，膠原蛋白含量約占人體蛋白總合量的三分之一，是許多結(jié)締組織細(xì)胞外基質(zhì)中一種重要的結(jié)構(gòu)蛋白。在過去的幾十年中，膠原蛋白以各種形式被作為一種安全的生物醫(yī)用材料而廣泛應(yīng)用，并且得到臨床醫(yī)生和患者的普遍認(rèn)可。但是由于天然膠原蛋白主要來(lái)源于動(dòng)物組織，存在病原體或朊病毒污染的風(fēng)險(xiǎn)，因此使得基于天然膠原蛋白的生物醫(yī)用材料的進(jìn)一步發(fā)展受到限制。近年來(lái)研究

2、者在細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)了具有膠原特征性三螺旋結(jié)構(gòu)的一類新的膠原蛋白，并且這種細(xì)菌膠原蛋白在不存在羥脯氨酸的條件下能形成穩(wěn)定的三螺旋結(jié)構(gòu)。更重要的是，通過重組技術(shù)可使細(xì)菌膠原蛋白在大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng)中高效表達(dá)，并且生產(chǎn)的重組膠原蛋白具有無(wú)免疫原性、無(wú)細(xì)胞毒性等良好的特性。到目前為止提供的科學(xué)數(shù)據(jù)表明該類重組膠原蛋白具有顯著的潛力成為臨床有效的生物醫(yī)用材料。因此在本論文的研究中，制備了重組膠原蛋白及其相關(guān)的生物材料，并對(duì)其理化性質(zhì)進(jìn)行了研究。論文主要

3、內(nèi)容包括以下三部分:
　　1.用大腸桿菌BL21菌株表達(dá)重組膠原蛋白VCL，采用NI-NTA親和層析柱對(duì)VCL進(jìn)行純化，用胰蛋白酶切掉VCL中的非膠原結(jié)構(gòu)域（V域）得到只有三螺旋結(jié)構(gòu)域的重組膠原蛋白CL。采用十二烷基磺酸鈉聚丙烯酰胺凝膠電泳(SD S-PAGE)、傅里葉紅外變換光譜(FTIR)及圓二色譜(CD)對(duì)CL進(jìn)行了表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，純化后的重組膠原蛋白具有較高的純度，具備完整的三螺旋結(jié)構(gòu)，pH3.0條件下三螺旋結(jié)構(gòu)解鏈溫

4、度(31.4℃)低于pH7.0時(shí)的解鏈溫度(35.7℃)。
　　2.通過化學(xué)交聯(lián)制備了基于聚乙二醇(PEG)、改性硫酸軟骨素(ChS-ADH)、及CL的復(fù)合凝膠PEG-ChS-CL，以及不交聯(lián)CL的復(fù)合凝膠PEG-ChS。利用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察了凝膠的形貌，通過構(gòu)建大鼠5 mm顱骨缺損模型并植入兩種不同凝膠，重點(diǎn)研究CL對(duì)骨缺損修復(fù)的影響。利用計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)和磁共振成像(MRI)觀察不同時(shí)間段下骨缺損模型的成骨效

5、果，結(jié)果表明與PEG-ChS凝膠相比，PEG-ChS-CL凝膠具有明顯促進(jìn)骨缺損修復(fù)的效果，組織切片HE染色結(jié)果進(jìn)一步證明了PEG-ChS-CL凝膠具有促進(jìn)骨修復(fù)的效果。此項(xiàng)研究結(jié)果為重組膠原蛋白CL作為一種生物醫(yī)用材料用于骨缺損的修復(fù)和治療提供了新的思路。
　　3.制備了摻雜異硫氰酸熒光素(FITC)染料的熒光二氧化硅納米粒子(FNPs)，并用不同長(zhǎng)度的重組膠原蛋白CL、CLCL以及多肽POG對(duì)其進(jìn)行修飾，利用不同表征手段研究了