具有选择特性的胶原、含有该胶原的胶原产品及其生产方法技术

本发明专利技术公开了用于形成具有放大的所需特性的目标胶原产品的方法，包括向胶原中添加表现出所需特性的肽以形成目标胶原产品的步骤。进一步公开了用于形成缺乏不期望特性的目标胶原产品的方法，包括从胶原中减去表现出不期望特性肽以形成目标胶原产品的步骤。还公开了通过所公开的方法形成的目标胶原产品。通过所公开的方法形成的目标胶原产品。通过所公开的方法形成的目标胶原产品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有选择特性的胶原、含有该胶原的胶原产品及其生产方法
[0001]相关申请
[0002]本申请要求(1)2020年9月16日提交的第63/079,187号美国临时专利申请；(2)2020年10月19日提交的第63/093,554号美国临时专利申请；和(3)2021年2月12日提交的第63/149,068号美国临时专利申请的优先权，三者全部通过引用并入本文。


[0003]本专利技术的实施方案涉及旨在应用于各种组织以用于各种目的(包括生物组织修复)的可定制胶原。更具体地，本专利技术的实施方案涉及用于放大或降低胶原的某些特性以用于靶向用途的方法，例如用于软组织修复应用或骨修复应用。本专利技术的实施方案还涉及工程化胶原构建体，包括分层目标胶原产品/构建体、其制备方法、使用包括可定制胶原的生物分子的3D打印方法、以及通过这种方法形成的胶原构建体。

技术介绍

[0004]胶原是一种存在于人类和动物体内的天然蛋白质。胶原组织通常从捐赠者处获得，并用于从美容手术到骨修复到伤口愈合的各种医疗应用。原核生物胶原也可来源于基因工程微生物以及基因工程植物。
[0005]胶原可通过多种不同方式进行处理和/或加工，如扩增、重构、浓缩、交联、与其他生物物质结合等。因此，可以生产用于各种医疗应用的各种胶原产品。
[0006]本专利技术的一些实施方案一般涉及快速原型制作系统，特别是用于制造基于胶原的医疗和牙科设备的3D打印系统，所属设备例如，牙骨移植体、牙膜、支架、泪点塞、眼部胶原高嵌体(onlay)和嵌体(inlay)、隐形眼镜、骨科矫形敷剂、脊柱敷剂、神经敷剂和皮肤敷剂。更具体地，本专利技术涉及喷墨、熔融沉积建模(FDM)、选择性激光烧结(SLS)、立体光刻(SLA)、数字光处理(DLP)、生物打印或其组合的用途，以从本专利技术的许多材料系统和新型树脂系统中将医疗装置构建为三维物体。喷墨打印系统通过喷墨打印头分散材料以形成3D物体，该物体通过冷却、聚合和光照射而硬化。FDM在整个喷嘴中挤出热塑性材料以构建3D物体。SLS使用激光作为电源来烧结粉末材料以形成固体物体。SLA使用激光束描绘出每一层的形状，并在容器(池或槽)中硬化光敏树脂。DLP系统通过使用数字光处理器(DLP)投影仪将连续的体素平面投影到液体树脂中来构建三维物体，然后使液体树脂固化。生物打印是一种逐层打印的过程，即用或不用细胞进行生物基质打印。然后，该物体可以作为基质或支架来生长细胞化组织。通常，快速原型制作(Prototyping)是指用于制造零件的常规制造工艺，其中零件是使用硬化材料层逐层构建的。根据这项技术，待制造的零件被视为一系列离散的横截面区域，这些区域在组合时构成三维结构。一层一层地构建零件与传统的机械加工技术非常不同，在传统的机械技术中，金属或塑料件被切割并钻孔成所需的形状。在快速原型制作技术中，零件直接从计算机辅助设计(CAD)或其他数字图像中产生。软件用于将数字图像分割成薄的横截面层。然后，通过将塑料层或其他硬化材料放置在彼此的顶部来构建零件。有许多不同的技术可用于组合结构材料层。对于某些技术，可能需要最终固化步骤来完全
固化材料层。对于某些技术，例如粉末床或FDM的喷墨打印，可能需要应用密封剂来形成致密的3D物体。在某些技术中可增加额外的铣削。
[0007]喷墨打印技术是一种可用于制造三维物体的快速原型制作方法。在麻省理工学院开发的一种众所周知的喷墨打印方法中，如Sanders等人的美国专利No.5204055(通过引用将其全文并入本文)中所述，打印机头用于将粘合剂材料排放到粉末床中的粉末颗粒层上。粉末层对应于将产生的物体的数字叠加部分。粘合剂使粉末颗粒在选定区域融合在一起。这使得平台上形成物体的融合横截面段。对每个新层重复这些步骤，直到达到所需的物体。在最后一步，激光束扫描物体，使粉末层烧结并在需要时融合在一起。在另一种喷墨打印工艺中，如Sanders，美国专利No.5,506,607和No.5,740,051中所述，通过一个喷墨打印头对低熔点热塑性材料进行分散以形成三维物体。第二喷墨打印机头分散蜡材料或其他支撑材料以形成三维物体的支撑。制作完物体后，移除蜡支撑物，并根据需要完成物体。MultiJet打印机，如高质量的PolyJet和MultiJet3D打印工艺使用UV光来交联光聚合物。然而，与扫描激光将层固化不同，打印机喷射器喷射的是第一层形状的光聚合物微滴(类似于喷墨打印机中的墨水)。连接到打印机头的紫外线灯使聚合物交联，并将层的形状锁定到位。然后，构建平台下降一层厚度，更多的材料直接沉积在前一层上。StratasysObjet500Connex3中使用的三重喷射技术(PolyJet)是PolyJet3D打印的最先进方法。该技术使用三种材料进行精确打印，从而实现三色混合。
[0008]融融沉积建模(FDM)技术是由Stratasys有限公司创始人ScottCrump于20世纪80年代首次开发和实施的。这项技术的优点是，所有用FDM打印的零件都可以采用高性能和工程级热塑性塑料。FDM是唯一一种使用生产级热塑性塑料制造零件的3D打印技术，因此打印的产品具有优异的机械、热和化学性能。使用FDM技术的3D打印机器通过加热和挤出热塑性长丝从下到上逐层构建物体。除了热塑性塑料外，打印机还可以挤出支撑材料。然后，打印机将热塑性塑料加热至其熔点，并将其挤出整个喷嘴至构建平台。为了支撑上层，打印机可以放置在特殊材料的下面，这些材料在打印完成后可以溶解。当塑料薄层与下面的层结合时，它就会冷却并硬化。一旦该层完成，将降低基础以开始构建下一层。这项技术被认为使用简单且环保。不同种类的热塑性塑料可用于打印牙科物体。
[0009]选择性激光烧结(SLS)是一种使用激光作为电源来形成固体3D物体的技术。这项技术是由德克萨斯大学的学生CarlDeckard和他的教授Joe Beaman在20世纪80年代开发的。SLS和SLA之间的主要区别在于，它在槽中使用粉末材料，而不像立体光刻那样使用液体树脂。与其他一些增材制造工艺(如立体光刻(SLA)和熔融沉积建模(FDM))不同，SLS不需要使用任何支撑结构，因为被打印的物体总是被未烧结的粉末包围。由于可以与这种类型的3D打印机一起使用的材料种类繁多，因此该技术对于3D打印定制产品非常流行。SLS需要使用高功率激光器，这使得打印机非常昂贵。使用该工艺制作的牙科物体需要进行广泛的表面处理。
[0010]SLA3D打印方法由CharlesHull于1986年获得专利，他是3DSystems，Inc.的联合创始人，该公司将液态塑料转换为固态3D物体。SLA3D打印机使用过量的液体树脂，通过辐照硬化并形成固体。制造的零件通常具有光滑的表面，但其质量取决于使用的SLA机器的质量。塑料硬化后，打印机的一个平台在水箱中下降(自上而下的打印机)或向上移动(自下而上的打印机)几毫米，激光形成下一层，直到打印完成。一旦所有层都被打印，物体就用溶剂
冲洗，然后放在后固化炉中完成处理。
[0011]数字光处理是另一种3D打印工艺，与立体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于形成具有放大的所需特性的目标胶原产品的方法，包括：向胶原中添加表现出所需特性的肽以形成所述目标胶原产品。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括消化所述胶原以从中获得表现出所需特性的肽的步骤。3.根据权利要求1所述的方法，其特性在于，还包括获取用于消化步骤的胶原的步骤，并且其中所述获取步骤包括从真核生物、基因修饰的原核生物和基因修饰的植物细胞获得胶原。4.根据权利要求2所述的方法，进一步包括测试所述肽的所需特性的步骤。5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括分离表现出所需特性的肽的步骤。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述添加步骤包括将表现出所需特性的肽添加到混合物中，以将胶原重构成目标胶原产品。7.根据权利要求6所述的方法，其中进行所述添加步骤，使得所述重构胶原能够控制表现出所需特性的肽的释放曲线。8.根据权利要求6所述的方法，其中进行所述添加步骤，以使所述重构胶原与所述表现出所需特性的肽交联。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述添加步骤包括将表现出所需特性的肽添加到完整的胶原...

【专利技术属性】
技术研发人员：娜簇由，
申请(专利权)人：胶原基质公司，
类型：发明
国别省市：