CN107320787A - 一种牙周修复用多孔纤维膜材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种牙周修复用多孔纤维膜材料及其制备方法，由PCL和明胶及壳聚糖、纳米羟基磷灰石复合而成，采用静电纺丝技术和冷冻干燥技术制备。该复合材料用于牙周修复，解决了现有牙周修复产品生物吸收性弱、相容性差、降解时间不适宜等问题，具有促进牙周组织再生的作用，能够很好地修复牙槽骨缺损，在牙周修复领域具有良好的应用前景。

Description

一种牙周修复用多孔纤维膜材料及其制备方法

所属技术领域

本发明涉及一种牙周修复用多孔纤维膜材料及其制备方法，属于生物医用材料领域。

背景技术

牙周疾病是一种慢性炎症疾病，最终可导致牙周组织缺损或牙齿脱落，从而危及人类口腔健康。牙周疾病是由一系列牙周致病菌交叉感染引起，可引起牙龈炎症，逐步引发牙周软组织损伤和骨组织缺损。当前，诱导组织再生膜，作为屏障膜，可有效阻止牙周软组织向骨缺损部位生长，为骨组织再生提供充足空间；诱导骨再生技术，可以刺激新骨的形成，引导骨再生，修复缺损的牙槽骨。然而，当前一些商品化的产品存在较多问题，如基于高密度聚四氟乙烯的TXT-200可吸收性差，基于聚乙交酯和聚乳酸(9∶1，w/w)的降解速度慢，基于胶原的降解速度过快，所以发展新型的诱导组织再生膜，使其具备良好的生物相容性、合适的降解性、生物可吸收性、适宜的力学强度等特征，在牙周修复领域具有重要意义。

本发明针对现有牙周修复产品生物吸收性弱、相容性差、降解时间不适宜等问题，制备具有促进牙周组织再生的牙周修复多孔纤维膜材料，使其具有促进牙周组织再生的作用，能够很好地修复牙槽骨缺损，在牙周修复领域具有良好的应用前景。

发明内容

本发明所述一种牙周修复用多孔纤维膜材料，其特征在于它是由聚己内酯(PCL)和明胶为原料，通过静电纺丝形成具有纳米直径的纤维膜；然后，将壳聚糖与纳米羟基磷灰石均匀混合后，涂覆在纤维膜上，通过冷冻干燥的方法使上层形成多孔结构；通过静电纺丝和冷冻干燥两种技术的综合应用，形成双层多孔纤维复合膜材料。

本发明所述一种牙周修复用多孔纤维膜材料的制备方法，其特征在于具体制备方法包括如下步骤：

1)PCL/明胶以2/3～3/2的质量比溶于六氟异丙醇中，形成质量体积百分比为8％～10％的混合溶液，待溶质均匀分散后，加入0.1％～10％的醋酸溶液，搅拌过夜，使体系混合均匀后，形成纺丝液；

2)静电纺丝条件为电压10-18KV，流速为0.2-8ml/h，接收距离为14-20cm，纺丝时间为20min-5h，形成具有均匀纤维结构的细丝小孔纤维膜，经真空干燥5-7天，除去有机溶剂；

3)将壳聚糖加入去离子水中，再加入0.5％-2％的醋酸溶液，形成质量体积百分比为1％-10％的壳聚糖溶液，之后加入溶质质量百分比为10％-70％的纳米羟基磷灰石，继续搅拌至溶液均匀，超声5-30min，形成体系均一稳定的溶液；

4)取真空干燥后的静电纺丝膜，剪成面积为20cm²～45cm²方形大小，平铺在培养皿上，取10-20ml壳聚糖/纳米羟基磷灰石混合溶液均匀覆盖在细丝小孔纤维膜上，-80℃冷冻过夜后，通过充分冷冻干燥，使上层形成多孔的海绵状结构；

5)将复合膜经梯度酒精(70％、90％、100％)分别浸泡10-60min，充分除酸，之后放于烘箱中，干燥3-5h，获得牙周修复用多孔纤维膜材料。

本发明与现有技术相比突出优点在于

1)材料选取上，利用PCL良好的生物相容性与力学性能结合明胶较好的亲水性与降解性，使形成的纤维膜更加符合功能需要；利用壳聚糖良好的抗菌性、生物相容性、降解性、促细胞增殖作用与纳米羟基磷灰石的引导成骨性相结合，形成具有多孔结构的材料，相比较市场上现有产品，该发明的材料具有来源广、成本低、生物性质优良的特点。

2)制备工艺上，利用静电纺丝的技术形成纳米级的细丝小孔纤维膜，更加符合细胞外基质环境，有利于细胞的粘附、迁移与增殖；通过冷冻干燥的方法，形成多孔的海绵状结构，有利于引导骨结构的形成，两种技术相互结合，使多孔复合膜材料能更好地发挥牙周修复的作用。

3)功能上，海绵状多孔结构促进骨组织修复，纳米级纤维膜可以阻止牙周软组织向骨组织侵入，为骨组织的再生提供一定的空间，相比现有的产品，该复合膜结构功能全面，临床应用操作简单，对牙周修复起到良好的促进作用。

具体实施方式

实施例1：

1)PCL和明胶以1∶1的质量比溶于10ml六氟异丙醇中，即PCL 0.4g，明胶0.4g，形成质量体积百分比为8％的混合溶液，待溶质均匀分散后，加入0.16％的醋酸溶液，即16μl搅拌过夜，待体系混合均匀后，形成纺丝液；

2)静电纺丝条件为电压13KV，流速为2ml/h，接收距离为15cm，纺丝时间为1h，经过真空干燥处理5天，形成结构均匀的纳米级的细丝小孔纤维膜；3)取壳聚糖(～200mPa.s)2g加入100ml去离子水中，再加入1ml的醋酸溶液，形成质量体积百分比为2％的壳聚糖溶液，之后加入1.4g纳米羟基磷灰石，继续搅拌至溶液均匀，超声10min，形成体系均一稳定的溶液；

4)取真空干燥后的静电纺丝膜，剪成方形大小5cm×5cm，平铺在培养皿上，取13ml壳聚糖/纳米羟基磷灰石混合溶液均匀覆盖在纤维膜上，-80℃冷冻过夜后，通过充分冷冻干燥，使上层形成多孔的海绵状结构；

5)将复合膜经梯度酒精(70％、90％、100％)分别浸泡20min，充分除酸，之后放于烘箱中，干燥3h，获得复合材料。

实施例2：

1)PCL和明胶以2∶3的质量比溶于10ml六氟异丙醇中，即PCL 0.4g，明胶0.6g，形成质量体积百分比为10％的混合溶液，待溶质均匀分散后，加入0.2％的醋酸溶液，即20μl搅拌过夜，待体系混合均匀后，形成纺丝液；

2)静电纺丝条件为电压15KV，流速为2ml/h，接受距离为13cm，纺丝时间为2h，经过真空干燥处理5天，形成结构均匀的纳米级细丝小孔纤维膜；

3)取壳聚糖(～200mPa.s)2g加入100ml去离子水中，再加入1ml的醋酸溶液，形成质量体积百分比为2％的壳聚糖溶液，之后加入1g纳米羟基磷灰石，继续搅拌至溶液均匀，超声10min，形成体系均一稳定的溶液；

4)取真空干燥后的静电纺丝膜，剪成大小为6cm×7cm长方形，平铺在培养皿上，取15ml壳聚糖/纳米羟基磷灰石混合溶液均匀覆盖在纤维膜上，-80℃冷冻过夜后，通过充分冷冻干燥，使上层形成多孔的海绵状结构；

5)将复合膜经梯度酒精(70％、90％、100％)分别浸泡30min，充分除酸，之后放于烘箱中，干燥3h，获得复合材料。

实施例3：

1)PCL和明胶以3∶2的质量比溶于5ml六氟异丙醇中，即PCL 0.3g，明胶0.2g，形成质量体积百分比为10％的混合溶液，待溶质均匀分散后，加入0.2％的醋酸溶液，即10μl搅拌过夜，使体系混合均匀后，形成纺丝液；

2)静电纺丝条件为电压12KV，流速为2ml/h，接受距离为15cm，纺丝时间为2h，经过真空干燥处理5天，形成结构均匀的纳米级细丝小孔纤维膜；

3)取壳聚糖(～200mPa.s)2g加入100ml去离子水中，再加入1ml的醋酸溶液，形成质量体积百分比为2％的壳聚糖溶液，之后加入0.4g纳米羟基磷灰石，继续搅拌至溶液均匀，超声10min，形成体系均一稳定的溶液；

4)取真空干燥后的静电纺丝膜，剪成大小5cm×4cm的方形，平铺在培养皿上，取13ml壳聚糖/纳米羟基磷灰石混合溶液均匀覆盖在纤维膜上，-80℃冷冻过夜后，通过充分冷冻干燥，使上层形成多孔的海绵状结构；

5)将复合膜经梯度酒精(70％、90％、100％)分别浸泡20min，充分除酸，之后放于烘箱中，干燥3h，获得复合材料。

Claims (2)

1.一种牙周修复用多孔纤维膜材料，其特征在于它是由聚己内酯(PCL)和明胶为原料，通过静电纺丝形成具有纳米直径的纤维膜；然后，将壳聚糖与纳米羟基磷灰石均匀混合后，涂覆在纤维膜上，通过冷冻干燥的方法使上层形成多孔结构；通过静电纺丝和冷冻干燥两种技术的综合应用，形成双层多孔纤维复合膜材料。

2.一种牙周修复用多孔纤维膜材料的制备方法，其特征在于具体制备方法包括如下步骤：

1)PCL/明胶以2/3～3/2的质量比溶于六氟异丙醇中，形成质量体积百分比为8％～10％的混合溶液，待溶质均匀分散后，加入0.1％～10％的醋酸溶液，搅拌过夜，使体系混合均匀后，形成纺丝液；

2)静电纺丝条件为电压10-18KV，流速为0.2-8ml/h，接收距离为14-20cm，纺丝时间为20min-5h，形成具有均匀纤维结构的细丝小孔纤维膜，经真空干燥5-7天，除去有机溶剂；

3)将壳聚糖加入去离子水中，再加入0.5％-2％的醋酸溶液，形成质量体积百分比为1％-10％的壳聚糖溶液，之后加入溶质质量百分比为10％-70％的纳米羟基磷灰石，继续搅拌至溶液均匀，超声5-30min，形成体系均一稳定的溶液；

4)取真空干燥后的静电纺丝膜，剪成面积为20cm²～45cm²方形大小，平铺在培养皿上，取10-20ml壳聚糖/纳米羟基磷灰石混合溶液均匀覆盖在细丝小孔纤维膜上，-80℃冷冻过夜后，通过充分冷冻干燥，使上层形成多孔的海绵状结构；

5)将复合膜经梯度酒精(70％、90％、100％)分别浸泡10-60min，充分除酸，之后放于烘箱中，干燥3-5h，获得牙周修复用多孔纤维膜材料。