[发明专利]一种组织粘合剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及医用材料技术领域，尤其涉及一种用于软骨修复再生的组织粘合剂及其制备方法和应用。该组织粘合剂由多电荷类弹性蛋白、羧基化聚乙二醇和糖胺聚糖制得。本发明所述粘合剂具备组织粘合、损伤修复和生物可降解性能，可以将断裂、缺损的软骨组织进行粘合固定并填充，可以缓慢释放糖胺聚糖分子，并通过增加细胞粘附、增殖和分化等功能，促进受损软骨和半月板的修复，并可以被机体生物降解成对人体无毒无害的小分子氨基酸、二氧化以及水等。

技术领域

本发明涉及医用材料技术领域，尤其涉及一种组织粘合剂及其制备方法和应用。

背景技术

软骨缺损是运动损伤和骨关节炎的主要病理表现。在60岁以上的老年人群中，骨关节炎患者占比超过60％，75岁以上可达到80％。软骨的缺损减少了关节在运动中的缓冲和润滑作用，会加重关节炎症的进展，进而会导致关节功能障碍。据报道，骨关节炎的致残率在60岁以上人群中可达到53％，对个人和社会都造成巨大的压力。因此，软骨缺损的修复和再生是一个急需解决的问题。

相比于人体其他组织而言，软骨组织内缺乏血管，因此自我修复能力极差。目前临床工作中针对软骨缺损的各种治疗措施仍无法完全达到预期效果。其中常见的口服药物治疗，比如氨糖片等，对关节局部的治疗作用十分有限。手术疗法中常见的有微骨折技术、自体软骨移植技术、一体软骨移植技术、自体或异体骨软骨移植技术、软骨细胞植入技术以及干细胞疗法等。这些疗法虽然能在短期内实现一定的疗效，但由于各种原因，远期疗效并不理想。微骨折技术可能会加重病变不稳的损伤，且引入骨髓血对软骨修复的帮助作用十分有限。软骨移植技术由于患者自身软骨储备有限以及异体免疫排斥反应等原因开展的并不多。细胞疗法治疗周期长、费用高，软骨修复再生效果一般。近年来的研究热点集中在生物材料的研发。生物材料包括凝胶、三支架、粘合剂、纳米颗粒等形式。其中粘合剂材料因为其有粘合性能，能够提高组织和细胞的粘附作用而具有突出优势。传统的用于软骨修复的组织粘合剂主要有纤维蛋白胶粘剂，主要成分为胶原蛋白。由于是异种来源，存在免疫排斥等问题，加之缺乏促进细胞生长分化的活性物质，所以功能有限。

理想的软骨修复材料应该具备组织粘附、缺损填充作用，同时又应具备促进细胞增殖分化的生理作用。类弹性蛋白是一类模拟人体组织中弹性蛋白氨基酸序列的人工蛋白，具有良好的生物亲和性，同时又有良好的抗压抗牵拉等力学性能，而且可以被人体完全降解吸收，无毒无害，是应用于人体生物材料研发的一种理想蛋白材料，在软骨缺损修复方面具有良好的应用前景。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种组织粘合剂及其制备方法和应用，体内外实验证明，该组织粘合剂能够有效地促进细胞粘附增殖和软骨修复。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种组织粘合剂，包括类弹性蛋白、聚乙二醇和糖胺聚糖。

本发明组织粘合剂包含的类弹性蛋白带有大量正电荷，对带有负电的细胞膜等组织具有较强的的静电作用力，粘附作用强。本发明组织粘合剂的组成材料均为生物相容性好的天然可降解材料，具有良好的生物亲和性和可降解性，降解产物为小分子氨基酸、二氧化碳、水等对人体无毒无害的物质。

本发明组织粘合剂由类弹性蛋白、聚乙二醇和糖胺聚糖按照一定的电荷比混合制成。一些实施方案中，所述类弹性蛋白、聚乙二醇和糖胺聚糖的电荷比为1:(0.5～2):(0.5～2)，优选为1:1:(1～1.5)。一些具体实施例例中，具体为1:1:0.25、1:1:0.5、1:1:1或1:1:1.5。

本发明中，类弹性蛋白为工程化多电荷类弹性蛋白(K蛋白)，为人工设计氨基酸序列，通过大肠杆菌表达后纯化所得。该类弹性蛋白包含n个重复的五肽序列，五肽序列如SEQID NO:1所示，具体为VPGKG(缬氨酸-脯氨酸-甘氨酸-赖氨酸-甘氨酸)，其中，n为≥18的整数，优选为18-144的整数，具体实施例中为72。其中，赖氨酸(K)在人体环境中带正电荷，其上的氨基可以与其他物质结合从而赋予该蛋白一定的功能。