[发明专利]表面变性蛋白生物功能化修饰的材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种表面变性蛋白生物功能化修饰的材料及其制备方法和应用，首先利用有机溶剂对纤维蛋白原等蛋白质分子的构象进行调控，然后再经过一定的后处理，进而得到表面生物功能化修饰的材料。控制加入有机溶剂的比例能使蛋白质分子产生不同的构象变化，修饰到材料表面后其自组装结构所暴露出来的细胞可识别的位点也不同，从而能诱导产生不同的细胞响应行为。本发明的方法简单可控，绿色环保，成本也相对较低，不仅能有效提高材料表面的生物活性，而且还能诱导产生不同的细胞响应行为。

技术领域

本发明属于材料表面改性技术领域，具体涉及一种表面变性蛋白生物功能化修饰的材料及其制备方法和应用。

背景技术

生物材料在植入人体后，生物环境与植入物表面之间不可避免地会发生相互作用，因此植入物的表面特性及与宿主组织的反应成为植入成功与否的关键。为了提高生物材料的生物相容性，对其表面进行适当的生物活化处理显得尤为重要，同时这也成为生物材料和生物医学工程领域最热门的研究课题之一。

在已有的研究中，纤维蛋白原在生物材料表面的吸附通常被用来评估该材料的生物相容性，因为纤维蛋白原的吸附是生物材料植入过程中非常重要的过程，它影响许多生物学过程，例如，血小板的粘附、活化以及实验动物中急性炎症反应的触发，这些功能是由纤维蛋白原上的特异性结合位点调节的。纤维蛋白原分子含有三个不同位点，通过整联蛋白与这些识别位点中的一个或多个的结合，发生纤维蛋白原和纤维蛋白与许多细胞的相互作用。另一方面，蛋白质分子都具有特定的空间结构，当其吸附到固体材料表面时，由于静电相互作用、亲疏水相互作用以及氢键等相互作用，其构象和取向会发生改变，由此可能产生不同的生物学响应。

最近已经有报道将纤维蛋白原修饰到纯钛金属表面，改性后的钛植入体表面可以有效促进成骨细胞的增殖，表现出改善的生物相容性。还有报道研究了表面化学性质对吸附的纤维蛋白原构象的影响以及这种构象如何影响血小板的粘附和活化。但是，已有的纤维蛋白原表面修饰的方法不能对纤维蛋白原分子的构象进行调控，因此无法有效调控植入材料表面的性质。

其它细胞外基质蛋白质以及非细胞外基质蛋白质也有高级结构和变性的问题。找到一种简单有效的方法将蛋白质修饰到植入材料表面，同时能通过对该蛋白分子构象的调控以诱导产生特定的细胞响应行为就显得十分重要。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术难以有效的将蛋白质修饰到植入材料表面的问题而提供一种表面变性蛋白生物功能化修饰的材料及其制备方法和应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种表面变性蛋白生物功能化修饰的材料，包括基底材料，该基底材料表面修饰有变性蛋白质，所述变性蛋白质是利用有机溶剂使蛋白质产生构象变化、再经过孵育得到。

本发明在通过有机溶剂预处理蛋白，在提高了材料表面的生物活性外，还可有目的性地对蛋白分子的构象进行调控，进而诱导产生相应的细胞响应。

优选地，所述基底材料包括金属材料、高分子材料或无机材料。

进一步优选地，所述基底材料为钛合金。

优选地，所述蛋白质为细胞外基质中含有的蛋白质，尤其是纤维蛋白原。

优选地，所述有机溶剂包括无水乙醇、甲醇或丙酮。

一种表面变性蛋白生物功能化修饰的材料的制备方法，具体为，配制蛋白质水性溶液，利用有机溶剂使蛋白质产生构象变化，将基底材料浸泡在蛋白质溶液中孵育，经过后处理后，得到表面变性蛋白生物功能化修饰的材料，具体包括以下步骤：

(1)将基底材料进行预处理；

(2)配制蛋白质水性溶液，加入有机溶剂，然后将预处理后的基底材料浸泡于蛋白质水性溶液中、静置；或者将预处理后的基底材料浸泡于蛋白质水性溶液后，加入有机溶剂；