重组胶原蛋白是采用重组DNA技术,对编码所需人胶原蛋白质的基因进行遗传操作和(或)修饰,利用质粒或病毒载体将目的基因带入适当的宿主细胞(细菌、酵母或其他真核细胞等)中,表达并翻译成胶原蛋白或类似胶原蛋白的多肽,经过提取和纯化等步骤制备而成。由于其具有良好的生物相容性、生物功效性以及安全性,被广泛应用于组织医疗器械产品中。重组胶原蛋白结构复杂,且研究发现生物体内以自组装模式形成的胶原纤维在热稳定性、耐酶降解性和生物力学性能等方面均显著优于胶原单体分子的体外性能表现。生理性胶原蛋白具有在一定的条件下(适宜的温度、浓度、pH、时间等)发生自组装(分子与分子之间依靠非共价键等作用力自发形成具有规整外观结构并且结构稳定的分子聚集体或超分子结构的过程)的能力,形成更大分子的纤维及网络结构。与绝大多数球状蛋白质相比,胶原蛋白具有大尺寸高度各向异性和强自组装能力。研究表明,在体外,胶原蛋白在25~37℃、近中性条件下,依靠静电相互作用、疏水相互作用、给体配体相互作用、金属螯合作用和空间优势互补等非共价键作用力的驱动,自组装形成形貌多样、紧密有序的微/纳米结构,制备的胶原蛋白基自组装材料具有优异的生物相容性、弱抗原性、合适的生物降解性等独特功能特性。通过调节自组装过程的环境温度、pH值、离子强度、浓度等参数,可以获得具有不同网络拓扑结构和功能特性的胶原蛋白自组装材料。
基于以上胶原蛋白的特性和应用,研究重组胶原蛋白的自组装性能及评价方法对于重组胶原蛋白类组织工程医疗产品的应用有很重要的意义。但目前并未有针对重组胶原蛋白自组装能力的评价方法,无法准确判断重组胶原蛋白的自组装能力及特性,因此急需制定该类标准,以保证准确评价重组胶原蛋白自组装性能,从而有利于通过自组装形成不同功能重组胶原蛋白材料的多方面应用。
本团队自2022年开始,组织人员开展重组胶原蛋白自组装性能评价标准化方法的预研。由于重组胶原蛋白的特殊结构,本团队对自组装条件进行了大量的摸索,确定了影响自组装条件的几大因素,并采用多种检测手段来分析重组胶原蛋白在自组装过程及自组装终点的变化,主要包括自组装强度、结构性质、形态学特征及分子间相互作用,从而保证了评价方法的完整性。目前相关方法的确认和验证工作正在进行中。
拟提案文件适用于作为医疗器械产品原料的重组胶原蛋白的自组装能力评价,是对YY/T 1849《重组胶原蛋白》标准的补充,完善重组胶原蛋白的特性表征手段,有利于重组胶原蛋白类医疗器械产品的创新及全面发展。 |