一种RGD-OGP噬菌体纳米纤维、双功能RGD-OGP噬菌体修饰3D打印多孔钛合金支架及其制备方法和应用

本发明属于基因工程及3d打印钛合金支架制备，具体涉及一种rgd-ogp噬菌体纳米纤维、双功能rgd-ogp-噬菌体修饰3d打印多孔钛合金支架及其制备方法和应用。

背景技术：

1、在临床中，创伤、感染、骨病以及病理骨折等原因造成的骨缺损一直是困扰临床医生的难题。钛合金由于具有低密度、高比强度、耐腐蚀性好，且具备良好的生物相容性等优点，已作为骨科内植物被广泛应用于临床。然而，实心钛合金与正常骨组织的弹性模量不匹配，易出现“应力遮挡”效应，造成植入体周围出现骨应力吸收，最终导致植入体的无菌性松动。

2、目前，通过3d打印技术制备的孔钛合金支架可以在保证足够支撑作用的同时很好地克服实心钛合金力学性能与骨组织不匹配的缺陷，目前已应用于临床取得很好疗效。然而，钛合金无论以何种形式存在均无法彻底克服其生物惰性，这使其在很大程度上只能起到支撑作用，而无法实现材料-骨界面生物融合。因此，将3d打印多孔钛合金支架表面功能化以提高其促成骨性能，是目前临床骨科的研究热点。

3、成骨生长肽(osteogenie growthpeptide，ogp)是一个存在于血清中的内源性14肽。最早于上世纪90年代初由损伤后再生骨髓的培养基介质中分离纯化而来，多年来人们来对它的生化学和生理学特性进行了多方面的研究。目前ogp在促进成骨和促进造血方面的研究，已接近临床实用阶段。但是如何将ogp应用于3d打印技术以提高钛合金支架的表面功能化，提高钛合金支架的促成骨性能，本领域中尚未有相关报道。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种rgd-ogp噬菌体纳米纤维、双功能rgd-ogp噬菌体修饰3d打印多孔钛合金支架及其制备方法和应用，基于rgd-ogp噬菌体纳米纤维制备的双功能rgd-ogp噬菌体修饰3d打印多孔钛合金支架的成骨性能得到显著提高。

2、本发明提供了一种rgd-ogp噬菌体纳米纤维的制备方法，包括：将rgd-ogp多肽通过基因编辑展示在丝状噬菌体的pviii蛋白上，得到所述rgd-ogp噬菌体纳米纤维，所述rgd-ogp多肽的氨基酸序列如seq id no.1所示。

3、优选的，所述丝状噬菌体包括m13噬菌体。

4、优选的，将rgd-ogp多肽通过基因编辑展示在丝状噬菌体的pviii蛋白上的步骤包括：将编码rgd-ogp多肽的核苷酸序列插入m13噬菌体基因组的gene viii位置，将得到的重组噬菌体进行表达，得到所述rgd-ogp噬菌体纳米纤维。

5、本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的rgd-ogp噬菌体纳米纤维。

6、本发明还提供了上述技术方案所述的rgd-ogp噬菌体纳米纤维在修饰3d打印多孔钛合金支架中的应用。

7、本发明还提供了一种双功能rgd-ogp噬菌体修饰3d打印多孔钛合金支架，包括3d打印多孔钛合金支架和负载至所述3d打印多孔钛合金支架表面的rgd-ogp噬菌体纳米纤维；

8、所述rgd-ogp噬菌体纳米纤维为上述技术方案所述的rgd-ogp噬菌体纳米纤维。

9、本发明还提供了上述技术方案所述双功能rgd-ogp噬菌体修饰3d打印多孔钛合金支架的制备方法，包括如下步骤：

10、将3d打印多孔钛合金支架进行超声清洗和表面等离子处理后与多聚赖氨酸混合进行第一孵育，得到多聚赖氨酸钛合金支架；

11、将所述多聚赖氨酸钛合金支架在rgd-ogp噬菌体纳米纤维溶液中第二孵育，得到所述双功能rgd-ogp噬菌体修饰3d打印多孔钛合金支架。

12、优选的，所述rgd-ogp噬菌体纳米纤维溶液的浓度为1mg/ml。

13、优选的，所述第一孵育和第二孵育的条件分别为室温振荡孵育12-24h。

14、本发明还提供了上述技术方案所述的rgd-ogp噬菌体纳米纤维、上述技术方案所述双功能rgd-ogp噬菌体修饰3d打印多孔钛合金支架或上述技术方案所述的制备方法制备得到的双功能rgd-ogp-噬菌体修饰3d打印多孔钛合金支架在制备治疗骨缺损的医疗器械中的应用。

15、有益效果：

16、本发明提供了一种rgd-ogp噬菌体纳米纤维的制备方法，本发明基于噬菌体展示技术，通过对丝状噬菌体的基因组进行编辑，将具有促成骨和促进粘附作用的双功能rgd-ogp多肽(简称ro)展示在噬菌体的pviii蛋白上，制备出表面包含数千个ro多肽的ro噬菌体纳米纤维，即ro-phage。

17、在此基础上，本发明还提供了基于rgd-ogp噬菌体纳米纤维制备双功能rgd-ogp-噬菌体修饰3d打印多孔钛合金支架的方法，即将rgd-ogp噬菌体纳米纤维填充连接到3d打印多孔钛合金支架表面，制备成双功能ro-噬菌体修饰3d打印多孔钛合金支架，其组成骨性能较常规3d打印多孔钛合金支架具有明显提高，为解决临床骨缺损修复难题提供新选择。

技术特征：

1.一种rgd-ogp噬菌体纳米纤维的制备方法，其特征在于，包括：将rgd-ogp多肽通过基因编辑展示在丝状噬菌体的pviii蛋白上，得到所述rgd-ogp噬菌体纳米纤维，所述rgd-ogp多肽的氨基酸序列如seq id no.1所示。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述丝状噬菌体包括m13噬菌体。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，将rgd-ogp多肽通过基因编辑展示在丝状噬菌体的pviii蛋白上的步骤包括：将编码rgd-ogp多肽的核苷酸序列插入m13噬菌体基因组的geneviii位置，将得到的重组噬菌体进行表达，得到所述rgd-ogp噬菌体纳米纤维。

4.权利要求1-3任一项所述制备方法制备得到的rgd-ogp噬菌体纳米纤维。

5.权利要求4所述的rgd-ogp噬菌体纳米纤维在修饰3d打印钛合金支架中的应用。

6.一种双功能rgd-ogp噬菌体修饰3d打印多孔钛合金支架，其特征在于，包括3d打印多孔钛合金支架和负载至所述3d打印多孔钛合金支架表面的rgd-ogp噬菌体纳米纤维；

7.权利要求6所述双功能rgd-ogp噬菌体修饰3d打印多孔钛合金支架的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述rgd-ogp噬菌体纳米纤维溶液的浓度为1mg/ml。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述第一孵育和第二孵育的条件分别为室温振荡孵育12-24h。

10.权利要求4所述的rgd-ogp噬菌体纳米纤维、权利要求6所述双功能rgd-ogp噬菌体修饰3d打印多孔钛合金支架或权利要求7-9任一项所述的制备方法制备得到的双功能rgd-ogp-噬菌体修饰3d打印多孔钛合金支架在制备治疗骨缺损的医疗器械中的应用。

技术总结本发明属于基因工程及3D打印钛合金支架制备技术领域，具体涉及一种RGD‑OGP噬菌体纳米纤维、双功能RGD‑OGP‑噬菌体修饰3D打印多孔钛合金支架及其制备方法和应用。基于噬菌体展示技术，本发明通过对丝状噬菌体的基因组进行编辑，将具有促成骨和促进粘附作用的双功能RGD‑OGP多肽展示在噬菌体的pVIII蛋白上，制备出表面包含数千个RO多肽的RO噬菌体纳米纤维。在此基础上，将RGD‑OGP噬菌体纳米纤维填充连接到3D打印多孔钛合金支架表面，制备成双功能RO‑噬菌体修饰3D打印多孔钛合金支架，其组成骨性能较常规3D打印多孔钛合金支架具有明显提高，为解决临床骨缺损修复难题提供新选择。技术研发人员：何观平受保护的技术使用者：首都医科大学附属北京朝阳医院技术研发日：技术公布日：2024/12/12