[发明专利]一种蜘蛛丝蛋白骨钉及其制备方法

说明书

本发明涉及生物医学技术领域。本发明提供了一种蜘蛛丝蛋白骨钉制备方法，所述蜘蛛丝蛋白骨钉制备方法包括以下步骤：（1）制备蜘蛛丝蛋白溶液；（2）将所述蜘蛛丝蛋白溶液注入模具，甲醇或乙醇处理和干燥，获得蜘蛛丝蛋白骨钉。本发明提供的蜘蛛丝蛋白骨钉制备方法操作简单、可以工业化生产，其制备的蜘蛛丝蛋白骨钉具有高强度、高韧性、以及轻盈、耐紫外线、生物可降解等优点，其在人体降解之后是氨基酸和多肽，对人体无毒害作用。

技术领域

本发明涉及生物医学技术领域，特别涉及一种蜘蛛丝蛋白骨钉及其制备方法。

背景技术

骨钉是骨修复过程中常用的骨固定器械。传统的骨钉由不锈钢、钛及其合金材料等金属材料制成，这些材料虽然具有强度高、韧性好的优点，但是待患者康复后还要进行二次手术以取出金属骨钉，给患者带来二次痛苦，而且在二次手术后留下的空洞也会给患者留下潜在的骨折危险。

目前，已开始采用聚乳酸(PLA)、聚乙交酯-丙交酯(PLGA)等可降解材料应用于骨修复临床。可吸收高分子材料制备的骨钉虽然能克服传统骨钉材料的诸多缺陷。但聚乳酸(PLA)等材料降解会形成些酸性产物，给人体组织带来负面影响。此类材料降解时会引起酸性积累，且无骨传导性，从而不能促进骨细胞的生长。此类材料降解速度较快，不适合主要承力骨的修复。另外，此类材料的力学性能不能完全满足骨修复临床需求，需要通过添加加强纤维等方式提高其力学性能。

同时，也有用PLA增韧陶瓷基材料制备骨内置材料，使骨钉的力学性能达到的同时也增加了生物相容性，但是此种骨钉不能完全降解。

另外，虽然磷酸钙骨材料制备的骨钉具有可降解性、良好的骨传导性、生物相容性，并且磷酸钙骨钉可以承受压缩载荷，但是具有低断裂强度、脆性、易疲劳性。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种蜘蛛丝蛋白骨钉及其制备方法，提供的蜘蛛丝蛋白骨钉具有高强度、高韧性、以及轻盈、耐紫外线、生物可降解等优点，其在人体降解之后是氨基酸和多肽，对人体无毒害作用。

本发明第一方法提供了一种蜘蛛丝蛋白骨钉制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)制备蜘蛛丝蛋白溶液；(2)将所述蜘蛛丝蛋白溶液注入模具，甲醇或乙醇处理和干燥，获得蜘蛛丝蛋白骨钉。

于本发明的一个实施例中，所述步骤(2)中，经所述甲醇或乙醇处理或干燥后，获得蜘蛛丝蛋白棒材；再将所述蜘蛛丝蛋白棒材切屑获得蜘蛛丝蛋白骨钉。

于本发明的一个实施例中，所述蜘蛛丝蛋白溶液为蜘蛛丝蛋白六氟异丙醇HFIP溶液或蜘蛛丝蛋白水溶液。

于本发明的一个实施例中，所述蜘蛛丝蛋白溶液中的蜘蛛丝蛋白浓度为0.01mg/mL～300mg/mL。

于本发明的一个实施例中，所述蜘蛛丝蛋白选自天然蜘蛛丝蛋白或基因重组蜘蛛丝蛋白。

于本发明的一个实施例中，当所述蜘蛛丝蛋白为基因重组蜘蛛丝蛋白时，所述步骤(1)包括：将表达基因重组蜘蛛丝蛋白的工程菌置于第一浓度Tris-HCl(PH＝8)/NaCl/Imidazole溶液中，并进行菌体破碎处理，得到第一混合液；将第一混合液离心，取上清液，获得第一上清液；将第一上清液在60～80℃恒温水浴中保持预设时间，离心，取上清液，获得第二上清液；将第二上清液加入镍层析柱，使用第二浓度Tris-HCl(PH＝8)/NaCl/Imidazole溶液去处杂质蛋白，然后使用第三浓度Tris-HCl(PH＝8)/NaCl/Imidazole溶液洗脱，获得基因重组蜘蛛丝第一初始溶液；对所述基因重组蜘蛛丝蛋白洗脱液进行透析，获得基因重组蜘蛛丝第二初始溶液；将基因重组蜘蛛丝第二初始溶液离心，去上清液，得到基因重组蜘蛛丝蛋白第三初始溶液；将所述基因重组蜘蛛丝蛋白第三初始溶液干燥，得到无水基因重组蜘蛛丝蛋白；将所述无水基因重组蜘蛛丝蛋白溶于溶剂，获得所述蜘蛛丝蛋白溶液。