CN103349796B - 一种可降解的引导骨再生生物膜及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可降解的引导骨再生生物膜及其制备方法和应用。即以按一定比例称取碳酸1,2-丙二酯和聚琥珀酸丁二酯为原材料，溶入有机溶剂制备混浊液，采用盐析法合成出生物膜。该生物膜主要应用于口腔种植牙科，在口腔科骨缺损病例的应用中，可长效地维持骨再生空间，促进骨再生。本发明与现有技术相比，通过盐析法可以合成与人体的骨外膜相类似的双层样结构，生物膜具有良好的理化性能，体内外引导骨再生生物活性，价格优廉等均可以弥补现今临床应用的生物膜的某些缺陷，如以往的生物膜较厚，术区组织张力大，创口易裂开等。从而为口腔种植牙科临床提供一种有效的生物膜，促进骨再生。
Description
技术领域
本发明涉及一种可降解的引导骨再生生物膜及其制备方法和应用，属于生物降解性材料，主要应用于口腔种植牙科领域。
背景技术
种植义齿被誉为人类的第三副牙齿，其类似真牙感觉的舒适与美观亦越来越为广大患者所接受，为越来越多的临床医生所推崇，已成为牙缺失修复的常规治疗手段。但相当一部分缺牙患者存在牙槽骨骨量不足或颌骨缺损，限制了种植牙技术的开展，常需骨移植术和（或）引导骨再生术来解决这一难题。骨移植术常需与引导骨再生术联合应用。
引导骨再生(GuidedBoneRegeneration,GBR)其原理是利用生物膜的物理屏障功能将骨缺损区与周围组织隔离，创造一个相对封闭的组织环境，从而使特定组织的再生功能得到最大程度的发挥。其中，生物膜的屏障功能和生物活性至关重要。
而现今的生物膜在应用中仍存在着一些问题，如：不可吸收性膜易引起软组织瓣裂开、膜的暴露、感染；可吸收性生物膜硬度不足易塌陷，生物膜移位，术区张力较大，降解过早与成骨不匹配，价格昂贵等，难以满足临床各种需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可降解的引导骨再生生物膜及其制备方法和应用，应用于口腔种植牙科领域。该生物膜的特征是与人体的骨外膜相类似的双层样结构，有良好的理化性能，体内外引导骨再生生物活性，其优廉的价格及良好的材料性能可以弥补现今临床应用的生物膜的某些缺陷，如该复合膜很薄，能降低术区组织张力；强度足以支撑骨修复空间等。
本发明的另一个目的是提供一种易行的引导骨再生生物膜的制备方法。即将成膜材料溶于介质中，采用溶剂浇铸-粒子沥滤法合成出生物膜。
实现本发明上述目的所采用的技术方案是：
一种可降解的引导骨再生生物膜的制备方法，包括以下步骤
1）原材料准备
原材料包括
（1）聚碳酸1,2-丙二酯
（2）聚琥珀酸丁二酯
（3）有机溶剂
（4）食盐
（5）去离子水
（6）环氧乙烷
2）按一定比例称取聚碳酸1,2-丙二酯及聚琥珀酸丁二酯，溶入有机溶剂中，磁力搅拌器搅拌使其完全溶解，形成混浊液。
3）按一定比例加入食盐，搅拌使其均匀分布于混浊液中，将混浊液倾倒入特制的模具中。
4）在空气中静置4-96h挥发去除有机溶剂，形成含食盐颗粒的复合生物膜，置去离子水中漂洗一周去除食盐，常温下干燥，形成生物膜。
5）进行环氧乙烷熏蒸消毒，消毒后分装至无菌装置中，放置6个月后待用。
所述聚碳酸1,2-丙二酯与聚琥珀酸丁二酯的质量比为1:（0.43～1）。
所述聚碳酸1,2-丙二酯及聚琥珀酸丁二酯，溶入有机溶剂中，形成的溶液浓度为0～0.1g/ml。
添加入溶液中的食盐形成的溶质浓度为0.05～0.3g/ml。
按上述方法制备的一种可降解的引导骨再生生物膜，所述生物膜由光滑面层和多孔层组成，光滑面层的厚度:0.03～0.07mm，多孔层的厚度：0.2～0.6mm，光滑面层触之其表面较光滑平整；多孔层较厚，表面呈粗糙多孔状，孔隙率＞70%，平均孔径约50～500μm，全层厚:0.3～0.7mm。
所述的一种可降解的引导骨再生生物膜的主要应用领域为：
该生物膜主要应用于口腔种植牙科，在口腔科骨缺损病例的应用中，可长效地维持骨再生空间，促进骨再生。
本发明制备的生物膜具有如下特征：
1、与人体骨外膜结构相似。光滑面层很薄，触之其表面较光滑平整；多孔层较厚，表面呈粗糙多孔状，孔隙率＞70%，平均孔径约50～500μm，全层厚约0.3～0.7mm。
2、触之不易变形塌陷，轴向压缩变形0.1mm需30-50N的力。强度性能指标良好。
3、有较好的粗糙度、湿润性。
4、属于生物降解性材料。体内外降解较缓慢，强度下降缓慢，能维持长效的骨再生空间。
5、该生物膜主要应用于口腔种植牙科领域。在口腔科骨缺损病例的应用中，可长效地维持骨再生空间，促进骨再生。
附图说明
图1为引导骨再生生物膜的断面扫描电镜观察。
具体实施方式
以下结合实例进一步说明本发明的技术方案的具体内容及实施方式。
引导骨再生生物膜成膜材料和含量(W/V)的选择范围如下：
| 材料成分 | 含量 |
| 聚碳酸1,2-丙二酯 | 5—8g |
| 聚琥珀酸丁二酯 | 5—8g |
一种可降解的引导骨再生生物膜的制备方法
按一定比例称取聚碳酸1,2-丙二酯及聚琥珀酸丁二酯，溶入有机溶剂中，磁力搅拌器搅拌使其完全溶解，形成混浊液，加入食盐，搅拌使其均匀分布于混浊液中，将混浊液倾倒入特制的模具中。在空气中静置4-96h挥发去除有机溶剂，形成含食盐颗粒的复合生物膜，置去离子水中漂洗一周去除食盐，常温下干燥，形成生物膜。
原材料准备：聚碳酸1,2-丙二酯、聚琥珀酸丁二酯、氯仿、食盐。
制备方法：称取聚碳酸1,2-丙二酯及聚琥珀酸丁二酯共10g，溶入有机溶剂氯仿中，磁力搅拌器搅拌使其完全溶解，形成混浊液，加入食盐，搅拌使其均匀分布于混浊液中，将混浊液倾倒入特制的模具中。在空气中静置4-96h挥发去除有机溶剂，形成含食盐颗粒的复合生物膜，置去离子水中漂洗一周去除食盐，常温下干燥，形成生物膜。剪切成小片，环氧乙烷消毒备用。
所述聚碳酸1,2-丙二酯与聚琥珀酸丁二酯的质量比为1:（0.43～1）。
所述聚碳酸1,2-丙二酯及聚琥珀酸丁二酯，溶入有机溶剂中，形成的溶液浓度为0～0.1g/ml。
添加入溶液中的食盐形成的溶质浓度为0.05～0.3g/ml。
按上述方法制备的一种可降解的引导骨再生生物膜，所述生物膜由光滑面层和多孔层组成，光滑面层的厚度:0.03～0.07mm，多孔层的厚度：0.2～0.6mm，光滑面层触之其表面较光滑平整；多孔层较厚，表面呈粗糙多孔状，孔隙率＞70%，平均孔径约50～500μm，全层厚:0.3～0.7mm。
所述的一种可降解的引导骨再生生物膜的主要应用领域为：
该生物膜主要应用于口腔种植牙科，在口腔科骨缺损病例的应用中，可长效地维持骨再生空间，促进骨再生。
生物膜的分子量、孔隙率、强度、接触角、粗糙度测定：取上述制备的小片生物膜，采用美国GPC凝胶渗透色谱仪测定生物膜样本的数均分子量Mn、重均分子量Mw、分子量分布PDI；采用MTS电液伺服实验系统测试标本压缩变形0.1mm所需力，采用多功能电子拉伸实验机测定复合生物膜的杨氏模量、屈服强度、断裂强度和断裂伸长率；采用OCA20视频光学接触角测量仪测量PPC/PBS复合生物膜的静态接触角；采用OLYMPUS-OLS3000激光共聚焦显微镜测量PPC/PBS复合生物膜的光滑面和多孔面的轮廓算术平均偏差Ra。经测试，具体实施所制备的生物膜其Mn约45kDa，Mw约229kDa，PDI约5.13，孔隙率约77.4%；触之不易变形塌陷，轴向压缩变形0.1mm需37N的力，杨氏模量约38.1Mpa，屈服强度约1.5Mpa，断裂强度约1.22Mpa，断裂伸长率约7.4%；粗糙多孔面接触角平均85°，光滑面平均57°；光滑面Ra平均值约3.9μm，多孔面Ra平均值约43.6μm。光滑面层很薄，触之其表面较光滑平整；多孔层较厚，表面呈粗糙多孔状，孔隙率73%。
生物膜的降解性能检测：参考GB/T16886.13国家标准，通过对生物膜的2w、4w、12w、26w和52w体内外降解性能解进行研究。经测试，生物膜在PBS缓冲液中的降解缓慢，自26w时降解失重出现统计学差异，质量开始明显逐渐下降，至52w时，降解失重仅8.70%；在动物体内埋植前4w内几乎无降解，此后逐渐降解，12w时降解失重达9.22%，26w时仍未达20%，52w时降解失重达49.18%。生物膜在体内至少能维持12个月以上，足以保证有充足的骨再生时间。
生物膜的体外生物活性检测：将生物膜与成骨细胞进行共培养，以细胞计数、ALP测定、复合膜表面细胞扫描电镜观察等手段检测复合生物膜在体外的成骨细胞相容性。结果证实，生物膜对其周围的细胞生长繁殖无不良影响，细胞在生物膜表面贴附生长良好，胞体可呈悬空样分布于孔内，细胞伸出伪足附着于膜上，其多孔化结构适宜于细胞生长，其成骨细胞生物相容性很好。
生物膜的体内生物活性检测：制备骨缺损动物实验模型，应用生物膜通过GBR技术修复骨缺损，通过扫描电镜、软X线、四环素新骨标记、HE染色、Gomori染色、I型胶原、BMP-2、OPN免疫组化染色等手段进行评价，体内观察其生物相容性及引导骨再生作用，判断复合膜的体内生物有效性。实验研究证实了生物膜具有良好的GBR屏障功能和体内生物活性，可靠性好。
Claims (2)
1.一种可降解的引导骨再生生物膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤
1)原材料准备
原材料包括
(1)聚碳酸1,2-丙二酯
(2)聚琥珀酸丁二酯
(3)有机溶剂
(4)食盐
(5)去离子水
(6)环氧乙烷
2)按一定比例称取聚碳酸1,2-丙二酯及聚琥珀酸丁二酯，溶入有机溶剂中，磁力搅拌器搅拌使其完全溶解，形成混浊液；
3)按一定比例加入食盐，搅拌使其均匀分布于混浊液中，将混浊液倾倒入特制的模具中；
4)在空气中静置4-96h挥发去除有机溶剂，形成含食盐颗粒的复合生物膜，置去离子水中漂洗一周去除食盐，常温下干燥，形成生物膜；
5)进行环氧乙烷熏蒸消毒，消毒后分装至无菌装置中，放置6个月后待用；
所述聚碳酸1,2-丙二酯与聚琥珀酸丁二酯的质量比为1:(0.43～1)；
所述生物膜由光滑面层和多孔层组成，光滑面层的厚度:0.03～0.07mm，多孔层的厚度：0.2～0.6mm，光滑面层触之其表面较光滑平整；多孔层较厚，表面呈粗糙多孔状，孔隙率＞70％，平均孔径50～500μm，全层厚:0.3～0.7mm，制备的生物膜其数均分子量Mn为40～60kDa、重均分子量Mw为200～260kDa；
所述聚碳酸1,2-丙二酯及聚琥珀酸丁二酯，溶入有机溶剂中，形成的溶液浓度为0～0.1g/ml；
添加入溶液中的食盐形成的溶质浓度为0.05～0.3g/ml。
2.根据权利要求1所述的一种可降解的引导骨再生生物膜的制备方法制备的生物膜，其应用领域为：
该生物膜应用于口腔种植牙科，在口腔科骨缺损病例的应用中，可长效地维持骨再生空间，促进骨再生。
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