[发明专利]一种金属配位动态蛋白水凝胶的制备方法及应用

说明书

本发明属于医药技术领域，提出了一种金属配位动态蛋白水凝胶的制备方法，制备出具有良好的可注射性和自愈合性能的金属配位动态蛋白水凝胶。该金属配位动态蛋白水凝胶能够缓释释放KGN，可有效促进软骨细胞外基质沉积，提高软骨缺损修复潜能。本发明通过Au³⁺与巯基明胶的金属配位交联，并通过S‑β‑CD包裹小分子KGN并与明胶交联，制备出了一种能够促进软骨生长的多功能水凝胶。本发明为当前动态自愈合水凝胶用于修复软骨损伤提供了新思路，拓展了载药型生物材料的临床应用前景。

技术领域

本发明属于医药技术领域，主要涉及一种金属配位动态蛋白水凝胶的制备方法及应用。

背景技术

Kartogenin(KGN)是一种促进间充质干细胞成软骨分化的诱导剂，可促进间充质干细胞向软骨细胞的分化。自2012年首次发现以来，大量研究证实了KGN对多种间充质干细胞具有强大促软骨形成作用。KGN可缓解软骨细胞因促炎症诱导的软骨基质降解。此外，为了促进KGN介导对软骨保护的应用，既往研究已经设计出并制备了多种负载KGN的生物材料，提示KGN可作为一种用于修复的软骨损伤，促进软骨再生的潜在药物。

与传统的“静态”材料相比，具有可逆交联网络的水凝胶由于其动态特性，在组织修复领域具有更好的适应性。动态水凝胶能够抵抗外部机械刺激和适应非定形的几何形状，从而表现出对组织重建再生的巨大潜力。除了物理保护功能外，先进的动态水凝胶还应具备强大的促软骨再生潜力。因此，将生物活性分子整合到自愈合水凝胶中，一方面可赋予水凝胶自愈合性能，同时可增强促软骨形成的潜能，改善体内软骨再生。然而现有的水凝胶具有力学性能差、制备方法复杂等问题。

发明内容

基于当前软骨修复生物活性材料的短板，本发明创新性地提出了一种金属配位动态蛋白水凝胶的制备方法并应用在软骨损伤修复领域。证实了该水凝胶具有良好的力学性能，可观的可注射性能以及自愈合性能。由于KGN能够促进软骨因子的生长，将其包裹在水凝胶中，并通过S-β-CD(巯基化环糊精)的主客体相互作用，缓慢释放，延长水凝胶在实际应用中的寿命。兔子骨缺损实验结果表明，该水凝胶具有良好的生物相容性，且能够有效的促进软骨生长，在软骨工程中具有极大的应用前景。

具体的，本发明的技术方案如下：

本发明第一个方面公开了一种金属配位动态蛋白水凝胶，所述金属配位动态蛋白水凝胶包括Au³⁺、巯基化明胶、S-β-CD和KGN。

优选的，其中Au³⁺与巯基化明胶的金属配位交联，且S-β-CD包裹小分子KGN并与巯基化明胶交联。

本发明第二个方面公开了一种制备金属配位动态蛋白水凝胶的方法，包括：

S1：得到巯基化明胶；

S2：将6-巯基-6-去氧-β-环糊精溶液加入巯基化明胶溶液中，接着加入KGN溶液充分混匀，得到混合溶液；

S3：往混合溶液中滴加氯金酸溶液，充分混匀后得到金属配位动态蛋白水凝胶。

优选的，在S1中，通过使用Trust’s Reagent与明胶化学反应，得到巯基化明胶。

优选的，在S2中，将6-巯基-6-去氧-β-环糊精溶液加入巯基化明胶溶液中，在35-40℃中恒温静置0.5-1.5小时候接着加入KGN溶液。

优选的，在S2中，将6-巯基-6-去氧-β-环糊精溶于PBS溶液中得到6-巯基-6-去氧-β-环糊精溶液；

将KGN溶于DMSO中得到KGN溶液。

优选的，在S3中，往混合溶液中滴加氯金酸溶液，充分混匀后反应2-10s，即得到金属配位动态蛋白水凝胶。

本发明第三个方面公开了上述方法得到的金属配位动态蛋白水凝胶。