科创中国
完整氨基酸序列类人胶原蛋白的发酵合成及新型修复材料的创制
发布时间: 2023-08-19
基本信息
合作方式：
技术许可
成果类型：
实用新型专利
行业领域：
新材料技术
成果介绍
该项目属于生物化学工程领域。 生物材料的相容性和功效性是制约组织工程、3D器官打印和新型医疗器械等新技术发展的关键因素，尤其是具有完整氨基酸序列的类人胶原(简称全长类人胶原，单链平均分子量13万)，因其在生物相容性和功效性方面的显著优势成为理想的首选材料。美国、日本等多国科学家及美国的FibroGen公司等一直致力于该类材料的研究，但由于全长类人胶原分子量过大、表达量低、易降解等难题使得其体外合成技术一直处于实验室研究水平，无法工业化应用。 在国家“863”计划、国家自然科学基金等项目资助下，该项目将基因工程、发酵工程、蛋白质工程、生物质分离纯化及化学工程等技术有机结合，发明了全长类人胶原的体外合成新方法并率先在国际上实现了量产，创制了系列医用修复材料并发明了其工业制备技术和设备。
成果亮点
该项目突破了产业化技术瓶颈，引领国际重组胶原类材料的研究、工业化制造及应用。发明了3种体系全长类人胶原蛋白的发酵合成方法：将不同类型全长胶原基因分别重组于大肠杆菌、毕赤酵母、酿酒酵母中，成功构建了3种高效稳定的表达体系，建立了相应的高密度发酵、过程控制、高效分离纯化等策略，解决了全长胶原蛋白稳定表达和目标产物易降解的科学问题，突破了规模制备过程中的技术瓶颈； 发明了稳定蛋白结构的方法，发现了全长胶原蛋白的突出功效：构筑了具有电荷屏蔽和空间位阻效应的阴离子型高分子聚合物、特殊形貌纳米羟基磷灰石、功能蛋白分子三者的大分子聚合物稳定体系，发现不同类型的全长类人胶原蛋白(I型、Ⅱ型和Ⅲ型)在促成纤维细胞生长、促粘膜修复和止血等方面各具未曾报道的突出生物学功效，为开发适用于不同临床需求的新型生物医用材料提供了理论依据.
团队介绍
入选“中西部基础能力建设工程”高校、国家“特色重点学科项目”建设高校、教育部“卓越工程师教育培养计划高校”、教育部“国家大学生创新性实验计划”实施高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、国家级新工科研究与实践项目、黑龙江省国内“双一流”建设高校、黑龙江省首批高等学校课程思政建设示范高校，为CDIO工程教育联盟成员。
成果资料
产业化落地方案
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