可注射絲素蛋白彈性水凝膠及其用於角膜修復的研究

《可注射絲素蛋白彈性水凝膠及其用於角膜修復的研究》是依託蘇州大學，由盧神州擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：可注射絲素蛋白彈性水凝膠及其用於角膜修復的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：盧神州
• 依託單位：蘇州大學

項目摘要

本項目擬採用天然高分子絲素蛋白研製一種可注射彈性水凝膠，用於角膜缺損的修復。探討絲素蛋白分子在溶液中由於親疏水環境變化而發生結構轉變的熱力學因素及其動力學過程，了解小分子模擬蛋白質分子伴侶引起絲素蛋白微納結構變化的規律，闡明絲素蛋白親疏水二元協同性自組裝機制，獲得絲素蛋白液晶態形成機理以及原位快速凝膠化機制。研究絲蛋白水凝膠微納結構與細胞的相互關係，及其誘導間充質細胞的分化和規整性膠原的分泌機制。在此基礎上，利用飛秒雷射器打孔製作眼角膜囊袋，小切口取出角膜內部病變組織，注射填充入研製的絲素蛋白彈性水凝膠，複合骨髓間充質幹細胞與神經生長因子，通過組織引導性再生修復角膜缺損，治療角膜病變引起的角膜盲，達到微創小切口無縫合修復角膜的目的。本項目將促進蛋白質結構變化規律的研究，為開發出一種具有中國智慧財產權的角膜修復材料奠定套用基礎。

結題摘要

本項目採用天然高分子絲素蛋白研製了一種可注射彈性水凝膠，用於角膜缺損的修復。探討了絲素蛋白分子在溶液中由於親疏水環境變化以及zata電位而發生結構轉變的熱力學因素及其動力學過程，獲得了表面活性劑誘導絲素蛋白形成水凝膠的機理是低表面張力下，絲素蛋白分子從捲曲狀態伸展從而暴露出疏水部分，疏水部分相互作用形成β-摺疊結構的交聯點並進一步擴大交聯度，最終形成了水凝膠。 通過小分子模擬蛋白質分子伴侶加入絲素蛋白引起結構變化規律的研究，闡明了絲素蛋白親疏水二元協同性自組裝形成不同結晶結構的機制是小分子親水親油值對絲素蛋白結構形成的誘導。HLB值高於9.8的高親水性小分子具有保護蛋白質的作用，HLB值低於8.9的小分子將破壞蛋白質的結構，誘導蛋白質形成β-摺疊結構。 採用剪下作用力誘導絲素蛋白取向模擬角膜板層的結構獲得了取向絲素蛋白水凝膠，水凝膠的力學性能與取向的方向有關，取向將大大提高水凝膠的力學性能而不影響細胞相容性。進一步採用NVP在絲素蛋白溶液中的聚合形成了互穿網路結構的高彈性絲素蛋白水凝膠，能夠保持長時間的透明性。 在此基礎上，採用眼科光治療儀研製了原位光固化絲素蛋白水凝膠用於角膜的修復，獲得了共價鍵交聯的絲素蛋白水凝膠，能夠保持良好地生物相容性以用於組織的修復。 本項目研究中所獲得的新原理、新方法，可以推廣到其他蛋白質結構變化以及小分子與蛋白質相互作用領域，也為絲素蛋白可注射水凝膠用於角膜修復治療提供理論基礎。 本項目的實施過程中在國內外發表學術論文26篇，其中SCI收錄論文15篇，EI 收錄論文6篇，申請專利5項，授權專利6項。