CN105126175A - 一种静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料。该静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料是由以下组分制成的静电纺丝纤维材料：聚乳酸，占99～50%重量百分比，作为主体支架材料；以及海藻酸钙，占1～50%重量百分比，作为调节材料降解速率及改善聚乳酸降解速率的调节材料；所述聚乳酸重均分子量为1×104-9×107g/mol，所述海藻酸钠的分子量为1×104-9×106g/mol。本发明所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料是一种新型医用可载药物的牙周组织再生材料，其结构特征与牙周膜纤维相似，材料成分利于骨组织形成，可用于牙周手术后促进组织再生，提高手术疗效。
Description
技术领域
本发明属于医用材料领域，具体涉及一种抗感染医用可载药物的牙周组织再生材料以及其制备方法。
背景技术
自1984年Rokkane首先将PGA（聚羟基乙酸）用于骨科临床以后，生物降解可吸收材料的实验及临床研究得到迅猛发展，并取得一定的成果。目前在创伤骨科中这类材料得到迅速发展。牙周组织处于口腔的潮湿微环境中，龈沟液的不断渗出，牙周组织中大量的致病菌。这些因素导致牙周炎的治疗与创伤骨的治疗有显著的不同，因此，用于牙周手术的人工替代材料比创伤骨的材料要求要高。
在牙周手术中常用的人工替代材料有骨粉及GTR（引导组织再生）膜。本发明制备聚乳酸/海藻酸盐/纳米银纤维膜，意在满足牙周手术的临床需求，提高手术成功率，改善功能恢复，降低复发率。
本发明针对牙周病的特点有别于传统的骨科材料，选择了合适的药物载体支架聚乳酸，并采用喷涂的方法对聚乳酸表面添加海藻酸盐粒子，改善材料的细胞相容性及亲水性。另外，海藻酸盐有明显的成骨作用，这对于伤口的愈合将起到一定的辅助作用。针对牙周病易复发并且需要长期维持疗效的特点，我们可以选择长期缓慢释放并且不易产生耐药性的纳米银进行抑菌，或通过纤维负载抗生素类药物，以期达到降低牙周病复发率的作用。
创伤骨材料中组要的功能是促进骨愈合。在牙周病中，对于材料的要求更高，牙周组织骨缺损一旦形成，将难以恢复到原来高度，因此，往往需要添加各种生长因子等诱导材料。本研究选用海藻酸盐可溶解于稀乙酸水溶液，聚乳酸为脂溶性，本实验采用乳液电纺，将两种液体混合。水溶性药物可加载于海藻酸盐溶液里，脂溶性药物可加载于聚乳酸材料里进行电纺，纳米级颗粒可直接如纳米银一样喷洒到材料表面。脂溶性、水溶性、及纳米颗粒均可结合到支架材料上。因此，本发明对于这类材料今后添加多种药物进行修饰或功能改善有很大的意义，拥有广阔的发展前景。
牙周手术后组织愈合往往是形成上皮再生愈合，这将提高牙周病的复发率。因此，牙周替代材料比创骨材料的要求要更高，必须具备一定机械性能阻挡上皮细胞长入缺损组织。GTR膜的作用可以将上皮组织阻挡在外，并且允许牙周膜或者成骨源性细胞优先占领修复区域，以对缺损区域进行修复。本发明采用多种方法获得的具有纳米结构特征的共混复合纤维层为双组份结构，不利于细胞粘附的聚乳酸与牙龈组织直接接触；利于细胞增殖的海藻酸盐与骨组织接触，利于成骨。另外，我们采用海藻酸盐对材料进行改性，材料弹性变低，容易保持手术后空间，足以维持组织修复的空间，降解速度则通过改变使用聚乳酸的分子量和调节海藻酸钠的用量获得适当的配比来满足实际使用的要求。
在众多的3D支架中，静电纺丝一直是一个研究的热点。静电纺丝比其他的3D支架拥有一下优势：1、高孔隙率；2、大比表面积；3、静电纺丝纤维的结构与细胞外基质具有很好的相似性。细胞外基质提供细胞生长的基本条件比如增殖、迁移、新陈代谢等。本实验在采用这种技术制备材料的同时，也在技术上进行改进，选用多种成型技术制备一定的复合纤维结构从而有效地克服单纯静电纺丝成型所得纤维毡不均匀的不足。
本发明是在充分考虑牙周病的致病机制、治疗及预后等特点的基础上提出的。材料的结构及成分利于牙周组织术后恢复、功能恢复及降低复发率。
发明内容
本发明的目的是提供一种一种静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料，它是一种新型医用可载药物的牙周组织再生材料，其结构特征与牙周膜纤维相似，材料成分利于骨组织形成，可用于牙周手术后促进组织再生，提高手术疗效。
本发明所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料，是由以下组分制成的静电纺丝纤维材料：聚乳酸，占99～50%重量百分比，作为主体支架材料；以及海藻酸钙，占1～50%重量百分比，作为调节材料降解速率及改善聚乳酸降解速率的调节材料；所述聚乳酸重均分子量为1×104-9×107g/mol，所述海藻酸钠的分子量为1×104-9×106g/mol。
根据本发明所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料的进一步特征，所述聚乳酸与海藻酸钙形成复合纤维结构，选自以下之一：海岛、皮芯、偏心或者并列复合结构。
根据本发明所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料的进一步特征，所述聚乳酸与海藻酸钙形成纤维与微球复合结构；所述纤维或颗粒的直径为0.05μm~3.00μm。
根据本发明所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料的进一步特征，所述聚乳酸和海藻酸盐是分别配制成独立的溶液体系单独制备成型的，其中海藻酸钙为纤维状或膜状或颗粒状，聚乳酸为复合层状结构、互穿结构或包覆结构。
根据本发明所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料的进一步特征，所述聚乳酸是通过以下方法之一来配制的：静电纺丝法、膜裂法、熔喷复合纺丝法、离心纺丝法、离心静电纺丝发、冷冻干燥法、液致分相法、闪蒸法。
根据本发明所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料的进一步特征，所述海藻酸盐是通过以下方法之一来配制的：静电喷涂和浸渍、静电浸渍工艺。
根据本发明所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料的进一步特征，所述聚乳酸和海藻酸盐是通过配制成混合乳液一次制备成型的。
本发明还提供了所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料的制备方法。
本发明所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料的制备方法，包括以下步骤：
A.向聚乳酸的溶剂中加入1~10%的表面活性剂、高分子材料，高速搅拌形成乳化体系；
B.加入海藻酸钠溶液，高速乳化一定时间后加入聚乳酸，溶解，均化，脱泡；
C．所配制的溶液采用但不限于静电纺丝、膜裂法、熔喷复合纺丝方法、离心纺丝、离心静电纺丝、冷冻干燥、液致分相、闪蒸法等方法制备所述可载药牙周组织材料；
所述聚乳酸的溶剂是选自：氯仿、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、六氟异丙醇、六环戊二烯、四氢呋喃的一种或一种以上的组合。
所述表面活性剂是非离子型表面活性剂，选自：吐温、司盘。
所述表面活性剂是离子型表面活性剂，选自：十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠。所述高分子材料是选自：聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、CMC、聚丙烯酸。
该乳液体系中，按照海藻酸盐与聚乳酸质量比例分别为1~50:100~50的比例制取相应的膜材料。
优选地，本发明所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料的制备方法包括以下步骤：
A．聚乳酸溶液的制备：将聚乳酸溶解于溶剂中，配成质量分数为5~40%的溶液，脱泡后备用；所述聚乳酸的溶剂是选自：氯仿、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、六氟异丙醇、六环戊二烯、四氢呋喃的一种或一种以上的组合
B．海藻酸钠溶液的制备：将海藻酸钠溶解蒸馏水或者氢氧化钠/尿素/硫脲的混合溶剂中，配成质量分数为4~15%的溶液中，脱泡后备用。
C.海藻酸钠/聚乳酸乳液制备：在配制好的聚乳酸溶液中加入0.1~10%（质量比）的表面活性剂（一种或两种及两种以上），在500~8000r/min的高速机械搅拌作用10~120min后，滴加海藻酸钠溶液，滴加速度为10d/min，当所有海藻酸钠溶液滴加完后于500~8000r/min的机械搅拌下均质30~60min，静置，脱泡，备用。
D.在配制好的聚乳酸溶液中加入0.1~10%（质量比）的表面活性剂（一种或两种及两种以上），在500~8000r/min的高速机械搅拌作用10~120min后，滴加海藻酸钠溶液，滴加速度为10d/min，当所有海藻酸钠溶液滴加完后于500~8000r/min的机械搅拌下均质30~60min，静置，脱泡，备用。
E.将聚乳酸溶液与海藻酸钠溶液或聚乳酸/海藻酸钠乳液采用静电纺丝成型从同一喷丝孔喷出，或采用同轴静电纺丝方法通过具有皮芯共轭针头喷出，或采用离心纺丝技术制备复合纤维，或采用熔喷、离心静电纺丝方法、闪蒸法直接获得共混的共轭复合纤维，或采用冷冻干燥、液致相分离方法获得具有纤维状的共混及互穿网络结构，或聚乳酸采用加热熔喷制备聚乳酸纤维骨架材料，再在其上以聚乳酸溶液或聚乳酸/海藻酸钠乳液采用静电纺丝、闪蒸法或离心静电纺丝法制备线复合纤维膜。并将氯化钙或乙酸钙等钙盐溶液通过浸泡或者静电纺丝喷涂等方法结合至聚乳酸/海藻酸钠纤维膜上，进行离子交换二步法制备海藻酸钙/聚乳酸纤维膜。
根据本发明所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料的制备方法的进一步特征，所述材料可通过以下方式加载水溶性、脂溶性或者纳米颗粒形式的药物：将药物直接滴加在所述材料的聚乳酸纤维表面；或者将药物先溶解在海藻酸钠溶液中，与海藻酸钠一并成型。
本发明所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料及其制备方法，具有以下优点和特点：
（1）聚乳酸和海藻酸钠可通过配制成独立的溶液体系单独成型，也可通过配制一定的乳液一次成型。其中聚乳酸作为主体支架材料，可通过配制但不仅限于静电纺丝、膜裂法、熔喷复合纺丝方法、离心纺丝、离心静电纺丝、冷冻干燥、液致分相、闪蒸法等方法制备。所用的调节材料降解速率及改善聚乳酸降解速率的是海藻酸盐。且所制备纤维直径为0.05μm~3.00μm，该直径与牙周膜组织的胶原纤维直径近似。其中海藻酸盐作为构成该再生材料的复合结构，膜状或颗粒状，其中聚乳酸主体支架材料形成复合层状结构、互穿结构和包覆结构。该海藻酸盐复合结构通过但不限于静电纺丝、静电喷涂、离心纺丝、离心静电纺丝和静电浸渍工艺制备，且所制备纤维或者颗粒的直径为0.05μm~3.00μm，该结构可改善聚乳酸支架与有机组织的亲和性，并控制降解时间，利于创伤面修复。可载药的药物为水溶性、脂溶性或者纳米颗粒如ZnO，生长因子如成纤维细胞生长因子、结缔组织生长因子、血小板衍化生长因子-β等；或其他抗菌消炎药物包括纳米级颗粒药物如纳米银及各种可溶解性药物、中草药、中成药如四环素、阿莫西林、甲硝锉、大黄素、葛根素、红芪多糖、铁乳蛋白等。
（2）聚乳酸和海藻酸钠可以配制成一定的乳液后一次成型：先向聚乳酸的溶剂中加入1~10%的由以下一种或两种以上表面活性剂组成的乳化体系，如非离子型表面活性剂如吐温、司盘，离子型表面活性剂如十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠，高分子材料如聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、CMC、聚丙烯酸，高速搅拌形成一定的乳化体系，然后加入一定量的海藻酸盐溶液，高速乳化一定时间后加入聚乳酸，溶解，均化，脱泡。所配制的溶液采用但不限于静电纺丝、膜裂法、熔喷复合纺丝方法、离心纺丝、离心静电纺丝、冷冻干燥、液致分相、闪蒸法等方法制备所述可载药牙周组织材料。该乳液体系中，按照海藻酸盐与聚乳酸质量比例分别为0~50:100~50比例制取相应的膜材料。
（3）聚乳酸的溶剂包括以下一种或者两种及两种以上溶剂：氯仿、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、六氟异丙醇、六环戊二烯、四氢呋喃。聚乳酸溶液的制备：将一定量的聚乳酸溶解于溶剂中，配成质量分数为5~40%的溶液，脱泡后备用。海藻酸钠溶液的制备：将一定量的海藻酸钠溶解在蒸馏水或者氢氧化钠/尿素/硫脲的混合溶剂中，配成质量分数为4~15%的溶液中，脱泡后备用。
（4）海藻酸钠/聚乳酸乳液制备：在配制好的聚乳酸溶液中加入0.1~10%（质量比）的表面活性剂（一种或两种及两种以上），在500~8000r/min的高速机械搅拌作用10~120min后，滴加海藻酸钠溶液，滴加速度为1～10d/min，当所有海藻酸钠溶液滴加完后于500~8000r/min的机械搅拌下均质30~60min，静置，脱泡，备用。所配制的聚乳酸溶液/海藻酸钠溶液、海藻酸钠/聚乳酸乳液可直接用于制备纤维状、颗粒状或者三维网状结构。
（5）将聚乳酸溶液与海藻酸钠溶液，或聚乳酸/海藻酸钠乳液采用静电纺丝成型或静电喷涂成型从同一喷丝孔喷出，或采用同轴静电纺丝方法通过具有皮芯共轭针头喷出，或采用离心纺丝技术制备复合纤维，或采用熔喷、离心静电纺丝方法、闪蒸法直接获得共混的共轭复合纤维，或采用冷冻干燥、液致相分离方法获得具有纤维状的共混及互穿网络结构,或聚乳酸采用加热熔喷制备聚乳酸纤维骨架材料,再在其上以聚乳酸溶液/海藻酸钠溶液或聚乳酸/海藻酸钠乳液采用静电纺丝、闪蒸法或离心静电纺丝法制备线复合纤维膜。并将氯化钙或乙酸钙等钙盐溶液通过浸泡或者静电纺丝喷涂等方法结合至聚乳酸/海藻酸钠纤维膜上，进行离子交换二步法制备海藻酸钙/聚乳酸纤维膜。
（6）所述可载药药物中，纳米银去离子水悬液经气枪吹打均匀并超声分散，直接滴加在材料的聚乳酸纤维表面，风干。ZnO、生长因子或其他抗菌消炎药物可先溶解在海藻酸盐溶液中，与海藻酸盐一并成型。
（7）本发明所述聚乳酸/海藻酸钠的多级纳米纤维复合可载药牙周组织材料结构和牙周膜胶原的直径及形态相似，材料成分利于骨组织形成，可用于牙周手术后促进组织再生，提高手术疗效。
附图说明
图1是本发明所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料的制备方法流程图。
具体实施方法
实施例1：
在三氯甲烷中加入3%（质量比）的司盘80，7000r/min高速乳化20分钟后，加入用蒸馏水为溶剂配制成质量分数为5%的海藻酸钠（海藻酸钠，Mw=2×105g/mol）溶液，于7000r/min高速乳化20min，加入真空干燥后（80℃，10h）的聚乳酸（Mw=3×105g/mol），配制成10%的乳液，搅拌5h，静置4h。将配好的聚乳酸/海藻酸钠乳液采用静电纺丝成型制备聚乳酸/海藻酸钠复合纤维膜。接收板与针头之间的距离约15cm，在18kV电压下纺丝成型，把成型后的纤维毡真空干燥，获得海藻酸钠-聚乳酸膜。将氯化钙溶于蒸馏水，制成质量分数为5%的氯化钙溶液。海藻酸钙-聚乳酸复合膜的制备：接收板与针头距离约为10cm，针头与接收板间的电压为15kV，氯化钙溶液以0.6ml/h的流速通过静电喷涂的方式喷到海藻酸钠-聚乳酸膜上，使得纤维膜上的海藻酸钠发生钙离子置换，再次真空干燥，即得到海藻酸钙-聚乳酸膜。纳米银去离子水悬液经气枪吹打均匀并经超声分散，直接滴加在聚乳酸纤维表面，风干。该复合材料可以模拟牙周细胞生长的微环境，有别于创骨材料，其细胞增殖明显快于空白对照组约40%。复合材料的细胞矿化实验显示矿化结节明显比空白对照组明显。因此，本材料可能可以满足诱导牙周组织生长的要求，可以满足诱导牙周组织生长的要求。
实施例2：
在二甲基乙酰胺：二氯甲烷（1:2）的混合溶剂中加入1%的吐温60，3000r/min高速乳化30分钟后，加入用水为溶剂配制成质量分数为4%的海藻酸钠（Mw=9×106g/mol）溶液，于5000r/min高速乳化2h，加入真空干燥后（80℃，10h）的聚乳酸（Mw=6×105g/mol），配制成14%的乳液，搅拌5h，静置4h。其中海藻酸钠溶液配制过程中加入ZnO药物，构成载药体系。将配好的聚乳酸/海藻酸钠乳液采用离心静电纺丝成型制备聚乳酸/海藻酸钠复合纤维膜，接收板与针头之间的距离约20cm，在35kV电压下纺丝成型，离心旋转速度400r/min，真空干燥，获得海藻酸钠-聚乳酸膜。将氯化钙溶于蒸馏水，制成质量分数为5%的氯化钙溶液。海藻酸钙-聚乳酸复合膜的制备：接收板与针头距离约为10cm，针头与接收板间的电压为15kV，氯化钙溶液以0.6ml/h的流速通过静电喷涂的方式喷到海藻酸钠-聚乳酸膜上，使得纤维膜上的海藻酸钠发生钙离子置换，再次真空干燥，即得到海藻酸钙-聚乳酸膜。由该法所得复合材料中聚乳酸/海藻酸钙复合纤维直径为800～1600nm，海藻酸钙部分以不规整的结构分布在纤维外表面，该复合材料可以模拟牙周细胞生长的微环境，有别于创骨材料，其细胞增殖明显快于空白对照组约40%。复合材料的细胞矿化实验显示矿化结节明显比空白对照组明显。因此，本材料可能可以满足诱导牙周组织生长的要求，可以满足诱导牙周组织生长的要求。
实施例3：
在三氯甲烷溶剂中加入10%的PVA溶液（浓度为15%），3000r/min高速乳化30分钟后，加入用氢氧化钠/尿素/硫脲的混合溶剂配制成质量分数为15%的海藻酸钠（Mw=1×104g/mol）溶液，于5000r/min高速乳化2h，加入真空干燥后（80℃，10h）的聚乳酸（Mw=9×107g/mol），配制成20%的乳液，搅拌5h，静置4h。其中海藻酸钠溶液配制过程中加入铁乳蛋白，构成载药体系。将配好的聚乳酸/海藻酸钠乳液采用冷冻干燥成型制备聚乳酸/海藻酸钠复合材料，真空干燥，获得海藻酸钠-聚乳酸膜。将氯化钙溶于蒸馏水，制成质量分数为5%的氯化钙溶液。海藻酸钙-聚乳酸复合膜的制备：接收板与针头距离约为10cm，针头与接收板间的电压为15kV，氯化钙溶液以0.6ml/h的流速通过静电喷涂的方式喷到海藻酸钠-聚乳酸膜上，使得纤维膜上的海藻酸钠发生钙离子置换，再次真空干燥，即得到海藻酸钙-聚乳酸膜。该法所得复合材料中聚乳酸/海藻酸钙复合纤维直径为1000～3000nm，海藻酸钙以不规整的结构分布在纤维外表面，该复合材料可以模拟牙周细胞生长的微环境，有别于创骨材料，其细胞增殖明显快于空白对照组约20%。复合材料的细胞矿化实验显示矿化结节明显比空白对照组明显。因此，本材料可能可以满足诱导牙周组织生长的要求，可以满足诱导牙周组织生长的要求。
实施例4：
在三氯甲烷：四氢呋喃（1:1）溶剂中加入10%的PVA溶液（浓度为20%），3000r/min高速乳化30分钟后，加入用氢氧化钠/尿素/硫脲的混合溶剂为溶剂配制成质量分数为15%的海藻酸钠（海藻酸钠.Mw=1.8×105g/mol）溶液，于5000r/min高速乳化2h，加入真空干燥后（80℃，10h）的聚乳酸（Mw=1×104g/mol），配制成20%的乳液，搅拌5h，静置4h。其中海藻酸钠溶液配制过程中加入红芪多糖，构成载药体系。将配好的聚乳酸/海藻酸钠乳液采用熔喷成型制备聚乳酸/海藻酸钠复合材料，熔喷法成型温度为160℃，纺丝压力2MPa，环境温度80℃，获得海藻酸钠-聚乳酸复合材料。将氯化钙溶于蒸馏水，制成质量分数为10%的氯化钙溶液。海藻酸钙-聚乳酸复合材料的制备：氯化钙溶液采用静电浸渍工艺粘附在复合材料上，电压为5kV，浸渍固液比为1:15，浸渍时间为5min，然后再次真空干燥，即得到海藻酸钙-聚乳酸膜。该法所得复合材料中聚乳酸/海藻酸钙复合纤维直径为800～1500nm，海藻酸钙部分以不规整的结构分布在纤维外表面，该复合材料可以模拟牙周细胞生长的微环境，有别于创骨材料，其细胞增殖明显快于空白对照组约20%。复合材料的细胞矿化实验显示矿化结节明显比空白对照组明显。因此，本材料可能可以满足诱导牙周组织生长的要求，可以满足诱导牙周组织生长的要求。
实施例5：
在六环戊二烯：二氯甲烷（1:2）的混合溶剂中加入1%的十二烷基硫酸钠，3000r/min高速乳化30分钟后，加入用蒸馏水为溶剂配制成质量分数为5%的海藻酸钠（Mw=2.6×105g/mol）溶液，于5000r/min高速乳化2h，加入真空干燥后（80℃，10h）的聚乳酸（Mw=6×105g/mol），配制成14%的乳液，搅拌5h，静置4h。其中海藻酸钠溶液配制过程中加入5%的阿莫西林，构成载药体系。将配好的聚乳酸/海藻酸钠乳液采用静电纺丝成型制备聚乳酸/海藻酸钠复合纤维膜，接收板与针头之间的距离约20cm，在35kV电压下纺丝成型。获得海藻酸钠-聚乳酸复合材料。将氯化钙溶于蒸馏水，制成质量分数为10%的氯化钙溶液。海藻酸钙-聚乳酸复合材料的制备：氯化钙溶液采用浸渍工艺粘附在复合材料上，浸渍固液比为1:15，浸渍时间为10min，然后再次真空干燥，即得到海藻酸钙-聚乳酸膜。由该法所得复合材料中聚乳酸/海藻酸钙复合纤维直径为600-1500nm，海藻酸钙以不规整的结构分布在纤维外表面，该复合材料可以模拟牙周细胞生长的微环境，有别于创骨材料，其细胞增殖明显快于空白对照组约30%。复合材料的细胞矿化实验显示矿化结节明显比空白对照组明显。因此，本材料可能可以满足诱导牙周组织生长的要求，可以满足诱导牙周组织生长的要求。
实施例6：
在二甲基乙酰胺溶剂中加入1%的十二烷基硫酸钠，3000r/min高速乳化30分钟后，加入用蒸馏水为溶剂配制成质量分数为5%的海藻酸钠（Mw=2.6×105g/mol）溶液，于5000r/min高速乳化2h，加入真空干燥后（80℃，10h）的聚乳酸（Mw=5×105g/mol），配制成14%的乳液，搅拌5h，静置4h。其中海藻酸钠溶液配制过程中加入5%的成纤维细胞生长因子，构成载药体系。将配好的聚乳酸/海藻酸钠乳液采用静电纺丝成型制备聚乳酸/海藻酸钠复合纤维膜，接收板与针头之间的距离约20cm，在25kV电压下纺丝成型。由该法所得复合材料中聚乳酸/海藻酸钠，真空干燥，获得海藻酸钠-聚乳酸膜。将氯化钙溶于蒸馏水，制成质量分数为5%的氯化钙溶液。海藻酸钙-聚乳酸复合膜的制备：接收板与针头距离约为10cm，针头与接收板间的电压为15kV，氯化钙溶液以0.6ml/h的流速通过静电喷涂的方式喷到海藻酸钠-聚乳酸膜上，使得纤维膜上的海藻酸钠发生钙离子置换，再次真空干燥，即得到海藻酸钙-聚乳酸膜。复合纤维直径为600～1500nm，海藻酸钠与聚乳酸构成并列型纤维结构，部分以游离状态存在于聚乳酸纤维周围，该复合材料可以模拟牙周细胞生长的微环境，有别于创骨材料，其细胞增殖明显快于空白对照组约30%。复合材料的细胞矿化实验显示矿化结节明显比空白对照组明显。因此，本材料可能可以满足诱导牙周组织生长的要求，可以满足诱导牙周组织生长的要求。
实施例7：
在氯仿溶剂中加入1%的吐温80，3000r/min高速乳化30min后，加入用蒸馏水为溶剂配制成的质量分数为4%的海藻酸钠（Mw=9×106g/mol）溶液，于5000r/min高速乳化2h，加入真空干燥后（80℃，10h）的聚乳酸（Mw=5×105g/mol），配制成14%的乳液，搅拌5h，静置4h。其中海藻酸钠溶液配制过程中加入5%六味地黄丸悬液，构成载药体系。将配好的聚乳酸/海藻酸钠乳液采用闪蒸法成型，真空干燥，得到聚乳酸/海藻酸钠复合膜。将氯化钙溶于蒸馏水，制成质量分数为5%的氯化钙溶液。海藻酸钙-聚乳酸复合膜的制备：接收板与针头距离约为10cm，针头与接收板间的电压为15kV，氯化钙溶液以0.6ml/h的流速通过静电喷涂的方式喷到海藻酸钠-聚乳酸膜上，使得纤维膜上的海藻酸钠发生钙离子置换，再次真空干燥，即得到海藻酸钙-聚乳酸膜。由该法所得的复合材料中聚乳酸/海藻酸钙复合纤维直径为800-2000纳米，海藻酸钙与聚乳酸构成并列纤维结构部分以游离状态存在于聚乳酸纤维周围，该复合材料可以模拟牙周膜细胞生长微环境，有别于创骨材料，其细胞增殖明显快于空白对照组约30%。复合材料的细胞矿化实验显示矿化结节明显比空白对照组明显。因此，本材料可能可以满足诱导牙周组织生长的要求，可以满足诱导牙周组织生长的要求。
实施例8：
聚乳酸（Mw=3×105g/mol）真空干燥后（80℃，10h），采用氯仿为溶剂，配制成20%的溶液，磁力搅拌5h，静置脱泡4h。将配好的聚乳酸溶液采用静电纺丝成型制备聚乳酸膜，接收板与针头之间的距离约12cm，在15kV电压下溶液以0.5ml/h的流速进行电纺，将电纺得到的纤维膜进行真空干燥，得到纯聚乳酸膜。海藻酸钠（Mw=8×104g/mol）采用蒸馏水为溶剂配制成质量分数为3%的海藻酸钠溶液。海藻酸钠-聚乳酸复合膜的制备：接收板与针头距离约为10cm，针头与接收板间的电压为20kV，海藻酸钠溶液以0.6ml/h的流速通过静电喷涂的方式喷到纯聚乳酸膜上，再次真空干燥，即得到海藻酸钠-聚乳酸膜。将氯化钙溶于蒸馏水，制成质量分数为5%的氯化钙溶液。海藻酸钙-聚乳酸复合膜的制备：接收板与针头距离约为10cm，针头与接收板间的电压为15kV，氯化钙溶液以0.6ml/h的流速通过静电喷涂的方式喷到海藻酸钠-聚乳酸膜上，使得纤维膜上的海藻酸钠发生钙离子置换，再次真空干燥，即得到海藻酸钙-聚乳酸膜。纳米银去离子水悬液经气枪吹打均匀并经超声分散，直接滴加在聚乳酸纤维表面，风干。复合纤维直径为600-1500nm，海藻酸钙以游离状态存在于聚乳酸纤维周围，该复合材料可以模拟牙周细胞生长的微环境，有别于创骨材料，其细胞增殖明显快于空白对照组约30%。复合材料的细胞矿化实验显示矿化结节明显比空白对照组明显。因此，本材料可能可以满足诱导牙周组织生长的要求，可以满足诱导牙周组织生长的要求。
实施例9：
聚乳酸（Mw=9×107g/mol）真空干燥后（80℃，10h），采用氯仿：二甲基甲酰胺重量比为1:1的混合溶剂为溶剂，配制成14%的溶液，搅拌5h，静置脱泡4h。将配好的聚乳酸溶液采用静电纺丝成型制备聚乳酸膜，接收板与针头之间的距离约12cm，在15kV电压下溶液以0.5ml/h的流速进行电纺，进行真空干燥，得到纯聚乳酸膜。海藻酸钠（Mw=7×104g/mol）采用氢氧化钠/尿素/硫脲混合溶剂配制成质量分数为5%的溶液。海藻酸钠—聚乳酸复合膜的制备：按照接收板与针头之间的距离约10cm。针头与接收板之间的电压为20kV。海藻酸钠溶液以0.6ml/h的流速通过静电喷涂的方式喷到纯聚乳酸膜上，该复合膜结构为三明治结构，其中海藻酸钠在聚乳酸的两侧，以聚乳酸为中心层。所得样品真空干燥，即得海藻酸钠-聚乳酸膜。将氯化钙溶于蒸馏水，制成质量分数为5%的氯化钙溶液。海藻酸钙-聚乳酸复合膜的制备：接收板与针头距离约为10cm，针头与接收板间的电压为15kV，氯化钙溶液以0.6ml/h的流速通过静电喷涂的方式喷到海藻酸钠-聚乳酸膜上，使得纤维膜上的海藻酸钠发生钙离子置换，再次真空干燥，即得到海藻酸钙-聚乳酸膜。纳米银去离子水悬液经气枪吹打均匀并经超声分散，直接滴加在聚乳酸纤维表面，风干。由该法所得复合材料中聚乳酸的纤维直径约为300-500nm，海藻酸钙以颗粒状分布在聚乳酸膜表面，其直径范围为500-900nm，聚乳酸纤维与牙周膜组织的胶原纤维直径基本相似，可以模拟牙周膜细胞生长的微环境，该结构有别于创骨材料。复合膜细胞增殖明显快于空白对照组约30%，细胞矿化实验显示矿化结节明显比空白对照组明显。因此，本材料可能可以满足诱导牙周组织生长的要求，可以满足诱导牙周组织生长的要求。
实施例10：
聚乳酸（Mw=8×104g/mol）真空干燥后（80℃，10h），采用二甲基甲酰胺为溶剂，配制成28%的溶液，搅拌5h，静置脱泡4h。海藻酸钠（Mw=4×104g/mol）采用蒸馏水为溶剂配制成质量分数为5%的溶液，并在溶液中加入2%的甲硝锉配成载药溶液。海藻酸钠-聚乳酸复合膜的制备：采用双针头模式，其中将配好的聚乳酸溶液采用静电纺丝成型制备聚乳酸膜，接收板与针头之间的距离约15cm，在25kV电压下溶液以0.5ml/h的流速进行电纺，进行真空干燥，得到纯聚乳酸膜。海藻酸钠以0.6ml/h的流速，接收板与针头距离约为12cm，针头与接收板之间电压为20kV成型，所得复合膜结构为海藻酸钠和聚乳酸相互混杂的复合结构。将样品真空干燥，即得到海藻酸钠-聚乳酸膜。将氯化钙溶于蒸馏水，制成质量分数为5%的氯化钙溶液。海藻酸钙-聚乳酸复合膜的制备：接收板与针头距离约为10cm，针头与接收板间的电压为15kV，氯化钙溶液以0.6ml/h的流速通过静电喷涂的方式喷到海藻酸钠-聚乳酸膜上，使得纤维膜上的海藻酸钠发生钙离子置换，再次真空干燥，即得到海藻酸钙-聚乳酸膜。由该法所得复合材料中聚乳酸的纤维直径约为500-700nm，海藻酸钙直径分布范围为500～800nm，聚乳酸纤维与牙周膜组织的胶原纤维直径基本相似，可以模拟牙周膜细胞生长的微环境，该结构有别于创骨材料。复合膜细胞增殖明显快于空白对照组约32%，细胞矿化实验显示矿化结节明显比空白对照组明显。因此，本材料可能可以满足诱导牙周组织生长的要求，可以满足诱导牙周组织生长的要求。
实施例11：
聚乳酸（Mw=3×104g/mol）真空干燥后（80℃，10h），采用二甲基甲酰胺：六氟异丙醇（1:2）混合溶剂为溶剂，配制成50%的溶液，搅拌5h，静置脱泡4h。海藻酸钠（Mw=1×104g/mol）采用的氢氧化钠/尿素/硫脲的混合溶剂配成质量分数为3%的溶液，并在溶液中加入2%的ZnO配成载药溶液。海藻酸钠-聚乳酸复合膜的制备：采用双针头模式，其中将配好的聚乳酸溶液采用静电纺丝成型制备聚乳酸膜，接收板与针头之间的距离约15cm，在25kV电压下溶液以0.5ml/h的流速进行电纺，进行真空干燥，得到纯聚乳酸膜。海藻酸钠以0.6ml/h的流速，接收板与针头距离约为12cm，针头与接收板之间电压为20kV成型，所得复合膜结构为海藻酸钠和聚乳酸相互混杂的复合结构。将样品真空干燥，即得到海藻酸钠-聚乳酸膜。将氯化钙溶于蒸馏水，制成质量分数为5%的氯化钙溶液。海藻酸钙-聚乳酸复合膜的制备：接收板与针头距离约为10cm，针头与接收板间的电压为15kV，氯化钙溶液以0.6ml/h的流速通过静电喷涂的方式喷到海藻酸钠-聚乳酸膜上，使得纤维膜上的海藻酸钠发生钙离子置换，再次真空干燥，即得到海藻酸钙-聚乳酸膜。由该法所得复合材料中聚乳酸的纤维直径约为600-1200nm，海藻酸钙直径分布范围为500-800nm，聚乳酸纤维与牙周膜组织的胶原纤维直径基本相似，可以模拟牙周膜细胞生长的微环境，该结构有别于创骨材料。复合膜细胞增殖明显快于空白对照组约32%，细胞矿化实验显示矿化结节明显比空白对照组明显。因此，本材料可能可以满足诱导牙周组织生长的要求，可以满足诱导牙周组织生长的要求。
实施例12：
聚乳酸（Mw=6×105g/mol）真空干燥后（80℃，10h），采用二甲基亚砜：二氯甲烷（1:2）的混合溶剂为溶剂，配制成14%的溶液，搅拌5h，静置脱泡4h。将配好的聚乳酸溶液采用离心静电纺丝成型制备聚乳酸膜，接收板与针头之间的距离约20cm，在35kV的电压下溶液以450r/min，15ml/h的流速进行电纺，进行真空干燥，得到纯的聚乳酸膜。海藻酸钠（Mw=2.6×105g/mol）采用蒸馏水为溶剂配制成质量分数为3%的溶液。海藻酸钠-聚乳酸复合膜的制备：海藻酸钠溶液采用静电浸渍工艺粘附在纯聚乳酸膜上，电压为5kV，浸渍固液比为1:15，浸渍时间为5min，然后再次真空干燥，即得到海藻酸钠-聚乳酸膜。将氯化钙溶于蒸馏水，制成质量分数为5%的氯化钙溶液。海藻酸钙-聚乳酸复合膜的制备：接收板与针头距离约为10cm，针头与接收板间的电压为15kV，氯化钙溶液以0.6ml/h的流速通过静电喷涂的方式喷到海藻酸钠-聚乳酸膜上，使得纤维膜上的海藻酸钠发生钙离子置换，再次真空干燥，即得到海藻酸钙-聚乳酸膜。纳米银去离子水悬液经气枪吹打均匀并经超声分散，直接滴加在聚乳酸纤维表面，风干。由该法所得复合材料中聚乳酸的纤维直径约为300～500nm，海藻酸钙直径分布范围为400～800nm，聚乳酸纤维与牙周膜组织的胶原纤维直径基本相似，可以模拟牙周膜细胞生长的微环境，该结构有别于创骨材料。复合膜细胞增殖明显快于空白对照组约35%，细胞矿化实验显示矿化结节明显比空白对照组明显。因此，本材料可能可以满足诱导牙周组织生长的要求，可以满足诱导牙周组织生长的要求。
实施例13：
聚乳酸（Mw=6×105g/mol）真空干燥后（80℃，10h），采用二甲基亚砜：二氯甲烷（1:2）的混合溶剂为溶剂，配制成14%的溶液，搅拌5h，静置脱泡4h。将配好的聚乳酸溶液采用离心静电纺丝成型制备聚乳酸膜，接收板与针头之间的距离约20cm，在35kV的电压下溶液以450r/min，15ml/h的流速进行电纺，进行真空干燥，得到纯的聚乳酸膜。海藻酸钠（Mw=2.6×105g/mol）采用蒸馏水为溶剂配制成质量分数为3%的溶液，再向溶液中加入5%的阿莫西林药物，构成载药体系。海藻酸钠-聚乳酸复合膜的制备：海藻酸钠溶液采用浸渍后冷冻干燥工艺粘附在纯聚乳酸膜上，即得到海藻酸钠-聚乳酸膜。将氯化钙溶于蒸馏水，制成质量分数为5%的氯化钙溶液。海藻酸钙-聚乳酸复合膜的制备：接收板与针头距离约为10cm，针头与接收板间的电压为15kV，氯化钙溶液以0.6ml/h的流速通过静电喷涂的方式喷到海藻酸钠-聚乳酸膜上，使得纤维膜上的海藻酸钠发生钙离子置换，真空干燥，即得到海藻酸钙-聚乳酸膜。由该法所得复合材料中聚乳酸的纤维直径约为300-500nm，海藻酸钙以颗粒状分布在聚乳酸膜表面，其直径分布范围为400-800nm，聚乳酸纤维与牙周膜组织的胶原纤维直径基本相似，可以模拟牙周膜细胞生长的微环境，该结构有别于创骨材料。复合膜细胞增殖明显快于空白对照组约35%，细胞矿化实验显示矿化结节明显比空白对照组明显。因此，本材料可能可以满足诱导牙周组织生长的要求，可以满足诱导牙周组织生长的要求。
实施例14：
聚乳酸（Mw=1×104g/mol）真空干燥后（80℃，10h），采用熔喷法制备聚乳酸纤维骨架材料，将骨架真空干燥得到支架材料。海藻酸钠（Mw=9×107g/mol）采用蒸馏水为溶剂配制成质量分数为1%的溶液。海藻酸钠-聚乳酸复合支架的制备：接收板与针头距离约为10cm，针头与接收板间的电压为20kV，海藻酸钠溶液以0.6ml/h的流速通过静电喷涂的方式喷到纯聚乳酸纤维骨架材料上，再次真空干燥，即得到海藻酸钠-聚乳酸骨架材料。将氯化钙溶于蒸馏水，制成质量分数为10%的氯化钙溶液。海藻酸钙-聚乳酸复合材料的制备：氯化钙溶液采用静电浸渍工艺粘附在复合材料上，电压为5kV，浸渍固液比为1:15，浸渍时间为5min，然后再次真空干燥，即得到海藻酸钙-聚乳酸材料。由该法所得复合材料中聚乳酸的纤维直径约为1000-2000nm，海藻酸钙直径分布范围为800-1500nm，聚乳酸纤维与牙周膜组织的胶原纤维直径基本相似，可以模拟牙周膜细胞生长的微环境，该结构有别于创骨材料。复合膜细胞增殖明显快于空白对照组约32%，细胞矿化实验显示矿化结节明显比空白对照组明显。因此，本材料可能可以满足诱导牙周组织生长的要求，可以满足诱导牙周组织生长的要求。
Claims (10)
1.一种静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料，其特征在于，是由以下组分制成的静电纺丝纤维材料：
聚乳酸，占99～50%重量百分比，作为主体支架材料；以及
海藻酸钙，占1～50%重量百分比，作为调节材料降解速率及改善聚乳酸降解速率的调节材料；
所述聚乳酸重均分子量为1×104-9×107g/mol，所述海藻酸钠的重均分子量为1×104-9×106g/mol。
2.根据权利要求1所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料，其特征在于：所述聚乳酸与海藻酸钙形成复合纤维结构，选自以下之一：海岛、皮芯、偏心或者并列复合结构。
3.根据权利要求1所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料，其特征在于：所述聚乳酸与海藻酸钙形成纤维与微球复合结构；所述纤维或颗粒的直径为0.05μm~3.00μm。
4.根据权利要求1所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料，其特征在于：所述聚乳酸和海藻酸盐是分别配制成独立的溶液体系单独制备成型的，其中海藻酸钙为纤维状或膜状或颗粒状，聚乳酸为复合层状结构、互穿结构或包覆结构。
5.根据权利要求4所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料，其特征在于：所述聚乳酸是通过以下方法之一来配制的：静电纺丝法、膜裂法、熔喷复合纺丝法、离心纺丝法、离心静电纺丝发、冷冻干燥法、液致分相法、闪蒸法。
6.根据权利要求4所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料，其特征在于：所述海藻酸盐是通过以下方法之一来配制的：静电喷涂和浸渍、静电浸渍工艺。
7.根据权利要求1所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料，其特征在于：所述聚乳酸和海藻酸盐是通过配制成混合乳液一次制备成型的。
8.根据权利要求1所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.向聚乳酸的溶剂中加入1~10%的表面活性剂、高分子材料，高速搅拌形成乳化体系；
B.加入海藻酸钠溶液，高速乳化一定时间后加入聚乳酸，溶解，均化，脱泡；
C．所配制的溶液采用但不限于静电纺丝、膜裂法、熔喷复合纺丝方法、离心纺丝、离心静电纺丝、冷冻干燥、液致分相、闪蒸法等方法制备所述可载药牙周组织材料；
所述聚乳酸的溶剂是选自：氯仿、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、六氟异丙醇、六环戊二烯、四氢呋喃的一种或一种以上的组合；
所述表面活性剂是非离子型表面活性剂，选自：吐温、司盘；
所述表面活性剂是离子型表面活性剂，选自：十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠；所述高分子材料是选自：聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、CMC、聚丙烯酸；
该乳液体系中，按照海藻酸盐与聚乳酸质量比例分别为1~50:100~50的比例制取相应的膜材料。
9.根据权利要求1所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A．聚乳酸溶液的制备：将聚乳酸溶解于溶剂中，配成质量分数为5~40%的溶液，脱泡后备用；所述聚乳酸的溶剂是选自：氯仿、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、六氟异丙醇、六环戊二烯、四氢呋喃的一种或一种以上的组合
B．海藻酸钠溶液的制备：将海藻酸钠溶解蒸馏水或者氢氧化钠/尿素/硫脲的混合溶剂中，配成质量分数为4~15%的溶液中，脱泡后备用；
C.海藻酸钠/聚乳酸乳液制备：在配制好的聚乳酸溶液中加入0.1~10%（质量比）的表面活性剂（一种或两种及两种以上），在500~8000r/min的高速机械搅拌作用10~120min后，滴加海藻酸钠溶液，滴加速度为10d/min，当所有海藻酸钠溶液滴加完后于500~8000r/min的机械搅拌下均质30~60min，静置，脱泡，备用；
D.在配制好的聚乳酸溶液中加入0.1~10%（质量比）的表面活性剂（一种或两种及两种以上），在500~8000r/min的高速机械搅拌作用10~120min后，滴加海藻酸钠溶液，滴加速度为10d/min，当所有海藻酸钠溶液滴加完后于500~8000r/min的机械搅拌下均质30~60min，静置，脱泡，备用；
E.将聚乳酸溶液与海藻酸钠溶液或聚乳酸/海藻酸钠乳液采用静电纺丝成型从同一喷丝孔喷出，或采用同轴静电纺丝方法通过具有皮芯共轭针头喷出，或采用离心纺丝技术制备复合纤维，或采用熔喷、离心静电纺丝方法、闪蒸法直接获得共混的共轭复合纤维，或采用冷冻干燥、液致相分离方法获得具有纤维状的共混及互穿网络结构，或聚乳酸采用加热熔喷制备聚乳酸纤维骨架材料，再在其上以聚乳酸溶液或聚乳酸/海藻酸钠乳液采用静电纺丝、闪蒸法或离心静电纺丝法制备线复合纤维膜；并将氯化钙或乙酸钙等钙盐溶液通过浸泡或者静电纺丝喷涂等方法结合至聚乳酸/海藻酸钠纤维膜上，进行离子交换二步法制备海藻酸钙/聚乳酸纤维膜。
10.根据权利要求8或9所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料的制备方法，其特征在于：所述材料可通过以下方式加载水溶性、脂溶性或者纳米颗粒形式的药物：将药物直接滴加在所述材料的聚乳酸纤维表面；或者将药物先溶解在海藻酸钠溶液中，与海藻酸钠一并成型。
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