CN110420359A

CN110420359A - 一种引导组织再生膜及其制备方法

Info

Publication number: CN110420359A
Application number: CN201910725964.5A
Authority: CN
Inventors: 崔云; 宋天喜; 李良才; 李洪景; 朱艳泽; 仇志烨
Original assignee: Beijing Jing Jing Medical Instrument Co Ltd
Current assignee: Beijing Jing Jing Medical Instrument Co Ltd
Priority date: 2019-08-07
Filing date: 2019-08-07
Publication date: 2019-11-08
Anticipated expiration: 2039-08-07
Also published as: CN110420359B

Abstract

本发明涉及一种引导组织再生膜及其制备方法。所述引导组织再生膜包括致密层和疏松层，在将致密层和疏松层复合后，还对复合后的材料依次进行辊压成形和交联处理。所述制备方法包括(1)制备矿化胶原纳米颗粒的步骤；(2)制备致密层的步骤；(3)在致密层的表面制备疏松层的步骤；(4)辊压成形的步骤；和(5)交联的步骤。所述引导组织再生膜具有更佳的操作性能及组织修复性能，即在保证材料具有良好的吸水性、柔韧性、组织修复性的前提下，其力学性能更佳，吸水后溶胀率降低，降解周期与新生骨组织的生长周期更加匹配。

Description

一种引导组织再生膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及医疗器械材料技术领域，尤其涉及一种引导组织再生膜及其制备方法。

背景技术

引导组织再生的概念首先由Nyman等提出，它是指依靠机械屏障等作用，选择性地引导细胞向受损伤的部位附着、增生，达到组织修复目的。在骨科重建手术中，植入屏障膜来组织结缔软组织长入骨缺损。原则上，屏障膜与骨缺损周围的骨表面直接接触，骨膜则位于屏障膜的外表面。粘骨膜瓣随后复位缝合，形成一个只有周围骨组织细胞可以进入的隔离空间。在口腔外科程序中，应用屏障膜已经成为引导骨再生(GBR)、引导组织再生(GTR)治疗牙周和种植体周围骨缺损以及在种植体植入之前或同期进行骨增量程序的常规方法。

目前，有多种屏障膜供医生用于GBR和GTR治疗，医用引导组织再生材料可分为生物可降解和不可降解材料两大类。七十年代后期八十年代初期，Nyman，Gottlow及Becker等人相继对不可降解材料聚缩醛、聚四氟乙烯、硅酮膜等进行了研究，这类材料虽然与组织有较好的生物相容性，但也存在较多的缺点：(1)不能被组织吸收，需要二次手术取出材料，增加了创伤机会；(2)不可吸收膜存在提前暴露的显著风险，可能导致创口感染并继发骨再生不良的结果；(3)不可吸收膜因其刚度和疏水性等，术中必须用螺丝钉进行固定。

生物可降解材料是目前研究较多的一类材料。由于生物可降解材料可选择性地引导组织等受损部位组织再生后，材料完全降解或被组织吸收，不需要二次手术取出材料，减少了患者的痛苦且手术方便，是一类较理想的新材料。应用于引导组织再生的膜需具备一定的强度和合适的降解速率，以充分保证组织再生的空间，同时还应具有柔韧性以便于操作。

80年代后期天然胶原材料逐渐成为应用最为广泛的材料，并己形成了多种胶原为主的引导组织用材料。尽管认为胶原膜具备更高的组织相容性，但其机械性能较差，通过巨噬细胞和多形核白细胞的酶解而迅速生物降解，使其屏障效果差。为了延长胶原膜的屏障功能，已使用多种交联技术进行处理，例如紫外线照射、戊二醛、叠氮磷酸二苯酯、二异氰酸酯等进行交联，其中使用最多的是戊二醛，但据报道在加工过程中有残留的细胞毒素。

申请公布号为CN106492283A的专利申请文件公开了一种由疏松层和致密层组成且具有一定诱导骨生产及隔离周围软组织作用的双层结构的引导组织再生膜，但是该材料贴附性相对较差，其降解周期较短，且水化后有一定程度的溶胀。

发明内容

本发明的目的在于使引导组织再生膜具有更佳的操作性能及组织修复性能，即在保证材料具有良好的吸水性、柔韧性、组织修复性的前提下，使其力学性能更佳，吸水后溶胀率降低，降解周期与新生骨组织的生长周期更加匹配。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种引导组织再生膜，包括面向骨膜的致密层和面向骨缺损区域的疏松层；所述致密层由I型胶原构成，表面光滑；所述疏松层由I型胶原和矿化胶原纳米颗粒复合而成，内部为多孔状结构，在将致密层和疏松层复合后，还对复合后的材料依次进行辊压成形和交联处理；优选地，进行交联处理时所用的交联液浓度为2～30mmol/L的交联液，交联剂为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐。

优选地，所述致密层的密度为0.7～1.5g/cm³，优选厚度为0.15～0.35mm；和/或

所述疏松层的平均孔径为20～100μm，孔隙率为30～50％，优选厚度为0.05～0.35mm。

优选地，所述疏松层中I型胶原和矿化胶原纳米颗粒的质量比为2:3～3:2；优选地，所述矿化胶原纳米颗粒的粒径小于200nm。

一种引导组织再生膜的制备方法，所述制备方法包括：

(1)制备矿化胶原纳米颗粒的步骤；

(2)制备致密层的步骤；

(3)在致密层的表面制备疏松层的步骤；

(4)辊压成形的步骤；和

(5)交联的步骤；

其中，所述步骤(5)包括：

(51)配制浓度为2～30mmol/L的交联液，交联剂为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，优选地，溶剂为乙醇水溶液，更优选为质量浓度为40～80％的乙醇水溶液；

(52)将经步骤(4)处理后的材料置于两个平板模具之间，并将两个平板模具四角固定牢固，置于交联液中进行交联；

(53)将经步骤(52)处理后的材料进行清洗，然后置于乙醇水溶液中浸泡；

(54)将经步骤(53)处理后的材料进行真空干燥，得到所述引导组织再生膜。

优选地，交联的时间为10～60min；

进行清洗时，先用流动的纯净水冲洗10～30s，重复3～5次，再用40～80％的乙醇水溶液洗涤3～5次，每次洗涤30～60s；和/或

进行浸泡时，所用的乙醇水溶液的浓度为40～80％，浸泡时间为12～48h。

优选地，进行辊压成形时，施加的压力为2～10MPa并保压5～20s。

优选地，所述制备致密层的步骤包括：

(21)将I型胶原溶于水中，配制成质量浓度为0.01～0.05％的第一胶原水溶液；

(22)将第一胶原水溶液涂覆在平板模具上，流延平整或借助工具刮平整，第一胶原水溶液的涂覆质量在120～200g/150～200cm²；

(23)将步骤(22)涂覆处理后的平板模具置于38～42℃下烘干24～48h，得到致密层。

优选地，所述在致密层的表面制备疏松层的步骤包括：

(31)将I型胶原溶于水中，配制成质量浓度为0.05～0.25％的第二胶原水溶液；

(32)在第二胶原水溶液中加入步骤(1)制得的矿化胶原颗粒，混合，得到混合液；其中，第二胶原水溶液中的胶原与矿化胶原颗粒的质量比为2:3～3:2；

(33)将混合液涂覆在致密层的表面，混合液与第一胶原水溶液的质量比为1:5～1:2；

(34)将步骤(33)制得的材料进行冷冻干燥，得到所述疏松层；优选地，所述冷冻干燥包括预冻阶段、第一升华阶段、第二升华阶段和降温阶段，各个阶段的工艺条件如下：

预冻阶段：目标温度为-12～-8℃，速率为3～4.0℃/min，恒温时长为250～280min；

第一升华阶段抽真空，真空度低于-0.05MPa，掺气50～120Pa，包括四个升温阶梯，分别为：

-4～-2℃，速率为0.2～0.3℃/min，恒温时长为200～220min；

1～2℃，速率为0.1～0.2℃/min，恒温时长为200～220min；

4～6℃，速率为0.3～0.4℃/min，恒温时长为160～180min；

8～10℃，速率为0.4～0.5℃/min，恒温时长为160～180min；

第二升华阶段抽真空，真空度低于-0.05MPa，掺气50～120Pa，包括五个升温阶梯，分别为：

14～16℃，速率为1.0～1.2℃/min，恒温时长为120～140min；

20～22℃，速率为1.0～1.2℃/min，恒温时长为120～140min；

36～38℃，速率为1.6～1.8℃/min，恒温时长为70～80min；

42～45℃，速率为1.6～1.8℃/min，恒温时长为70～80min；

55～60℃，速率为0.8～1℃/min，恒温时长：每隔1小时进行终点判断，至终点判断合格为止；终点≤0.5Pa/10min；

降温阶段：降至室温，速率为4～6℃/min。

优选地，所述制备矿化胶原颗粒的步骤包括：

(11)将I型胶原溶于盐酸、硝酸或醋酸中的任何一种，配制成浓度为0.01～0.2g/mL的胶原酸液；

(12)向胶原酸液中滴加钙盐溶液，钙离子的加入量为每克胶原对应加入钙离子0.1～2mol；

(13)向步骤(12)所得溶液中滴加磷酸溶液，磷酸根离子的加入量与步骤(12)中钙离子加入量的摩尔比为Ca/P＝1/1～2/1；

(14)向步骤(13)所得溶液中滴加NaOH溶液，形成混合溶液，调节pH值为6～8；

(15)将步骤(14)所得的混合溶液静置4～12h后，以3000～6000r/min的速度离心出沉淀，将沉淀物在50～70℃下鼓风干燥24～72h，得到矿化胶原颗粒。

一种引导组织再生膜，采用本发明提供的所述的制备方法制得；优选地，所述引导组织再生膜具有如下一个或多个性质：

所述致密层的密度为0.7～1.5g/cm³；

所述致密层的厚度为0.15～0.35mm；

所述疏松层的平均孔径为20～100μm，孔隙率为30～50％；

所述疏松层的厚度为0.05～0.35mm；

所述引导组织再生膜的厚度为0.2～0.7mm。

有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：

(1)构建了具有独特双层结构的引导组织再生膜，一侧为致密层一侧为疏松层。致密层面向骨膜，起屏障作用，来组织结缔软组织长入骨缺损区域，同时对骨缺损区域进行物理性封闭以促进特定类型的组织愈合及引导组织再生；疏松层面向骨缺损区域，有一定的孔径和孔隙率，具有良好的骨传导性，利于细胞的黏附和生长，促进新骨向材料内部的长入，利于营养成分的运输和代谢产物的排出。

经过辊压及交联后，疏松层仍可保持较好的亲水性和贴附性，致密层保持较好的柔韧性。而且由于交联过程的存在，吸水后膜不会溶胀，因此本发明提供的这一引导组织再生膜在合适的厚度内可兼具亲水性、贴附性和柔韧性等良好的临床操作性能。另外，经辊压和交联后，所获得的引导组织再生膜的力学性能得到明显改善，尤其表现为拉伸强度和抗缝线强度增强；降解周期延长，较市面上所售的同类产品延长2周左右，真正做到降解速率与新生骨组织的生成相匹配。

总之，本发明提供的这一引导组织再生膜在保证材料良好吸水性及柔韧性的同时，使其具有良好的贴附性，吸水后不溶胀，降解周期延长。

(2)具有独特双层结构的引导组织再生膜，致密层由Ⅰ型胶原组成，即牙周结缔组织的主要成分，具有良好的生物相容性、凝血性、牙周韧带的成纤维细胞和牙龈成纤维细胞的趋化性、免疫原性弱等诸多优点；疏松层由Ⅰ型胶原和矿化胶原纳米颗粒复合而成，矿化胶原具有与人体骨一致化学组成及微观结构，能够与病变的口腔骨缺损面贴合遇到新骨生成。

(3)本发明提供的引导组织再生膜不仅减少了患者购买牙科骨粉的费用，而且通过将纳米羟基磷灰石复合在胶原膜内部形成矿化胶原，可以得到更适于牙齿根面修复的降解性能和促进细胞生长的能力，对于非常严重的牙周疾病有很好的治疗效果。

(4)制备矿化胶原颗粒的方法中采用的胶原溶液浓度为0.01～0.2g/mL，整体溶液粘度适中，在提高胶原浓度的情况下保障了矿化的程度，避免因粘度造成局部离子浓度过大或过小所带来的影响。

(5)制备矿化胶原颗粒的方法中每克胶原对应加入钙离子0.1～2mol，避免过多的钙离子导致钙盐的浪费或者材料中残留多余的游离钙离子，同时又避免了钙离子过少可能导致的胶原矿化不足，强度变低的缺陷，使得制得的矿化引导组织再生膜的成分更符合口腔骨缺损的病损区域修复材料要求，更好地发挥引导组织再生作用。

(6)制备矿化胶原颗粒的方法中采用钙磷摩尔投料比为Ca：P＝1/1～2/1，提高了钙盐和磷盐的利用效率，减少了材料中游离钙盐和磷盐的残留。

(7)在制备方法中，双层均采用胶原的水溶液制备，与胶原的酸溶液相比，使用水溶液更有利于保持胶原的粘性，使双层更好的复合在一起，进一步通过辊压及交联，使得该具有独特双层结构的引导组织再生膜在临床使用过程中不易分层，利于临床操作；

(8)在制备方法中，第二胶原水溶液中胶原的质量与加入的矿化胶原颗粒的质量比为2:3～3:2，质量比不但更接近人体骨成分，还能使得该层在冻干、辊压及交联后保持一定的孔径及孔隙率；

(9)制备方法中，将第二胶原水溶液涂覆在致密层，更容易控制膜的整体厚度。

附图说明

图1是实施例1制得的引导组织再生膜的外观，其中图1-1显示了引导组织再生膜的疏松层，图1-2显示了引导组织再生膜的致密层；

图2显示了实施例1制得的引导组织再生膜水化后的贴附性；

图3是实施例1制得的引导组织再生膜的电镜图，其中图3-1为疏松层的电镜图；图3-2为致密层的电镜图；

图4是实施例1制得的引导组织再生膜的侧面的电镜图；

图5是实施例1制得的引导组织再生膜的亲水性测试结果；其中，A图为水滴与膜即刻接触后接触角情况，B图为接触2s后接触角情况，C图为接触4s后接触角情况，D图为接触6s后接触角情况；

图6是实施例1制得的引导组织再生膜的标准位移-标准载荷曲线；

图7是实施例1制得的引导组织再生膜的抗缝线拉伸强度；

图8是实施例1制得的引导组织再生膜的降解时间与质量损失率曲线；

图9显示了实施例1制得的引导组织再生膜在临床应用时的手术过程；图9-1、9-2和9-3分别代表了手术过程中的不同进程；

图10显示了实施例1制得的引导组织再生膜的临床应用效果，其中A图为手术前手术部位的X光片，B图为手术后1个月手术部位的X光片。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明在第一方面提供了一种引导组织再生膜。对于其结构来说，所述引导组织再生膜包括面向骨膜的致密层和面向骨缺损区域的疏松层。对于其成分来说，所述致密层由I型胶原构成，所述疏松层由I型胶原和矿化胶原纳米颗粒复合而成。所述致密层的表面光滑，所述疏松层的内部为多孔状结构。在将致密层和疏松层复合后，本发明还对复合后的材料依次进行辊压成形和交联处理。优选地，进行交联处理时所用的交联液浓度为2～30mmol/L的交联液，交联剂为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐。

优选地，所述致密层的密度为0.7～1.5g/cm³，例如，可以为0.7g/cm³、0.8g/cm³、0.9g/cm³、1.0g/cm³、1.1g/cm³、1.2g/cm³、1.3g/cm³、1.4g/cm³、1.5g/cm³，厚度优选为0.15～0.35mm，例如，可以为0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm；

优选地，所述疏松层的平均孔径为20～100μm，孔隙率为30～50％，厚度优选为0.05～0.35mm，例如，可以为0.05mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm。

优选地，所述疏松层中I型胶原和矿化胶原纳米颗粒的质量比为2:3～3:2，更优选地，所述矿化胶原纳米颗粒的粒径小于200nm。

本发明在第二方面提供了一种引导组织再生膜的制备方法，所述制备方法包括：(1)制备矿化胶原纳米颗粒的步骤；(2)制备致密层的步骤；(3)在致密层的表面制备疏松层的步骤；(4)辊压成形的步骤；和(5)交联的步骤。

对于步骤(1)来说，可以采用现有方法制备矿化胶原纳米颗粒。当然，更好地可以采用本发明提供的如下方法制备矿化胶原纳米颗粒：

(15)将步骤(14)所得的混合溶液静置4～12小时后，以3000～6000r/min的速度离心出沉淀，将沉淀物在50～70℃下鼓风干燥24～72小时，得到矿化胶原颗粒。

利用该制备方法制得的矿化胶原颗粒包含I型胶原和羟基磷灰石，并且所形成的羟基磷灰石的粒径在20～200nm。

对于步骤(2)来说，本发明优选采用如下的方法来制备致密层：

(22)将第一胶原水溶液涂覆在平板模具(如聚四氟乙烯板)上，流延平整或借助工具刮平整，第一胶原水溶液的涂覆质量在120～200g/150～200cm²；

对于步骤(3)来说，本发明优选采用如下的方法来制备疏松层：

(31)将I型胶原溶于水中，配制成质量浓度为0.05～0.25％(例如，可以为0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.1％、0.11％、0.15％、0.2％、0.25％)的第二胶原水溶液；

(34)将步骤(33)制得的材料进行冷冻干燥，得到所述疏松层；优选地，所述冷冻干燥包括预冻阶段、第一升华阶段、第二升华阶段和降温阶段，各个阶段的工艺条件如表1所示，采用这一冷冻干燥方式对材料进行冷冻干燥具有如下优点1.干燥效果好，能排除95％～99％以上的水分；2.冷冻干燥在低温下进行，胶原产品不会发生变性或失去生物活力；3.冻干后产品体积几乎不变，保持了原来的结构，不会发生缩皱现象；4.疏松层在冻干后能疏松多孔，呈海绵状，性状良好。

表1

对于步骤(4)来说，进行辊压成形时，施加的压力优选为2～10MPa并保压5～20s。施加压力过小时，易造成疏松层和致密层分层；施加压力过大时，易造成疏松层掉粉，导致产品有效成分流失。而保压时间过短，不利于产品成型。

对于步骤(5)来说，本发明优选采用浓度为2～30mmol/L(例如，可以为2mmol/L、3mmol/L、4mmol/L、5mmol/L、6mmol/L、7mmol/L、8mmol/L、9mmol/L、10mmol/L、15mmol/L、20mmol/L、25mmol/L、30mmol/L)的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的乙醇水溶液作为交联液，具体的交联方法包括：

(51)配制浓度为2～30mmol/L的交联液，交联剂为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，溶剂可以采用乙醇水溶液，更优选为体积分数为40～80％(例如，可以为40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％)的乙醇水溶液；本发明采用1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐作为交联剂，相比于研究团队以往所用的戊二醛，其具有如下优点：制成的产品生物相容性好，碳化二亚胺盐酸盐本身不成为实际交联的一部分，而是形成了可溶于水的脲衍生物，可以通过冲洗除去，避免引入有毒物质导致细胞毒性；而且能提高胶原蛋白的结构稳定性，增强产品的力学性能。对于配制的交联液，乙醇浓度过大会降低交联效果；乙醇浓度过小会使产品交联过度，导致产品溶解成团。

(52)将经步骤(4)处理后的材料置于两个平板模具(如两层聚四氟乙烯板)之间，并将两个平板模具四角固定牢固，置于交联液中进行交联，交联的时间优选为10～60min，例如，可以为10min、20min、30min、40min、50min、60min；

(53)将经步骤(52)处理后的材料进行清洗，进行清洗时，先用流动的纯净水冲洗10～30s，重复3～5次，再用40～80％(体积分数)的乙醇水溶液洗涤3～5次，每次洗涤30～60s，以彻底去除残留的交联成分，然后置于乙醇水溶液中浸泡，进行浸泡时，所用的乙醇水溶液的浓度为40～80％，浸泡时间为12～48h；

利用本发明提供的制备方法制得的引导组织再生膜具有如下一个或多个性质：

所述致密层的密度为0.7～1.5g/cm³；

所述致密层的厚度为0.15～0.35mm；

所述疏松层的平均孔径为20～100μm，孔隙率为30～50％；

所述疏松层的厚度为0.05～0.35mm；

所述引导组织再生膜的厚度为0.2～0.7mm。

以下是本发明列举的实施例。

实施例1

S1、矿化胶原颗粒的制备：

S1-1、将I型胶原溶于盐酸中，配制成胶原酸液，其中胶原浓度为0.1g/mL；

S1-2、向所述胶原酸液中滴加钙盐溶液，其中钙离子的加入量为每克胶原对应加入钙离子1mol；

S1-3、向S1-2所得溶液中滴加磷酸溶液，其中磷酸根离子的加入量与S1-2中钙离子加入量的摩尔比为Ca/P＝1.5/1；

S1-4、向S1-3所得溶液中滴加NaOH溶液，形成混合溶液，调节pH值为6.5±0.5；

S1-5、将S1-4所得的混合溶液静置8小时后，以4000r/min的速度离心出沉淀后在60℃鼓风干燥60小时，得到矿化胶原纳米颗粒。

S2、致密层的制备：

S2-1、将I型胶原溶于纯化水中，搅拌15h，配制成第一胶原水溶液，其中胶原的质量浓度为0.03％；

S2-2、将S2-1所得的第一胶原水溶液涂覆在聚四氟乙烯板上，流延平整，其中，第一胶原水溶液的涂覆质量为170g/180cm²；

S2-3、将S2-2的聚四氟乙烯板放置在烘箱中，40℃烘干36h，得到致密层。

S3、疏松层的制备：

S3-1、将I型胶原溶于纯化水中，搅拌30h，配制成第二胶原水溶液，其中胶原的质量浓度为0.15％；

S3-2、在第二胶原水溶液中加入S1所得的矿化胶原纳米颗粒，搅拌6h，得到混合液，其中S3-1中的胶原与加入的矿化胶原颗粒的质量比为1:1；

S3-3、将S3-2制得的混合液涂覆在致密层的表面，混合液的质量与S2-1制得的胶原水溶液的质量比为1:2；

S3-4、将S3-3所得的样品放入冷冻干燥机中进行冷冻干燥，冷冻干燥工艺如下：

将所述模具放入冻干机中，经预冻、第一升华、第二升华和降温四个阶段后，即完成所述冻干；其中，所述第一升华和所述第二升华阶段抽真空，真空度为低于-0.05MPa，掺气80Pa。

其中，四个阶段的参数设置如表2所示。

表2

S4、辊压成形：

将S3获得的材料置于辊压机上，施加6MPa的压力，并保压15秒。

S5、交联：

S5-1、以1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐作为交联剂，60％的乙醇水溶液作为溶剂来配制15mM的交联液；

S5-2、将S4获得的材料置于聚四氟乙烯板之间，并将两层聚四氟乙烯板四角固定牢固，置于交联液中，交联40min；使用的聚四氟乙烯板与致密层贴合的一侧表面光滑，与疏松层贴合的一侧表面有均匀分布的孔状结构，从而在交联和干燥过程中可使得疏松层一层印上标记，便于临床区分正反面，且聚四氟乙烯板为中空结构，便于交联液及洗涤液的浸润；

S5-3、将S5-2获得的材料从交联液中取出，用流动的纯净水冲洗10s，重复三次，用60％的乙醇洗涤三次，每次洗涤30s，然后在60％的乙醇中浸泡24h，以除去残留的交联剂；

S5-4、将S5-3获得的材料进行真空干燥，得到引导组织再生膜；

S5-5、将S5-4获得的具有独特双层结构的引导组织再生膜根据临床需求进行切割、修剪。

该实施例制得的引导组织再生膜的外观如图1所示，电镜图如图3和图4所示。从外观形貌和电镜图中可看出，利用实施例1提供的方法制得的引导组织再生膜的致密层表面光滑，疏松层内部具有多孔结构。另外，经检测，该材料的致密层厚度为0.24mm，疏松层厚度为0.22mm，材料的总厚度为0.46mm。

从图2中可以看出，该材料表现出优异的贴附性。

本发明采用仪器JCY-2接触角测量仪采取量角法进行接触角的测定，在水滴与实施例1制得的材料接触6s后，水滴与材料呈27.9°角存在，亲水性表现良好，参考图5。本发明对实施例1制得的引导组织再生膜的拉伸强度进行了测试。对照样品：参考申请公布号为CN106620898A的申请文件中的实施例4提供的制备方法制得的材料。该拉伸强度测试依据ASTM-D882-02(中文)塑料薄板材抗拉伸性能的标准方法，将样品薄膜修剪成150mm×20mm的矩形试样，将试样置于试验机上进行拉伸强度测试，实验条件为：夹具间距为100mm，夹具分离速度：50mm/min，初始应变速度是50mm/min。

将实验样品和对照样品进行Co60灭菌，剂量为15KGy，在灭菌后分别进行上述拉伸强度测试。

实验条件如表3所示：

表3

H<sub>厚度</sub>/mm	B<sub>宽度</sub>/mm	A<sub>0面积</sub>/mm<sup>2</sup>	L<sub>0夹间距</sub>/mm	L<sub>原长</sub>/mm
					0.46	20	1.60	100.00	100.00

实验数据如表4所示：

表4

	实验样品	对照样品
			拉伸强度/N	32.96	24.9
断裂伸长率/％	12.63	5.9

从表4的检测结果可以看出，实施例1制得的材料较现有材料无论是拉伸强度还是断裂伸长率均有明显提高，满足GTR膜的临床需求。

本发明对实施例1制得的引导组织再生膜的抗缝线拉张强度进行了测试。对照样品：参考申请公布号为CN106620898A的申请文件中的实施例4提供的制备方法制得的材料。抗缝线拉张强度测试条件为：夹具间距100mm，夹具分离速度：50mm/min，初始应变速度：0.5mm/min。使用3-0#的不可吸收性缝合线，样品正中间穿双股线，单股线长75mm。

将实验样品和对照样品进行Co60灭菌，剂量为15KGy，在灭菌后对其抗缝线拉张强度进行了比较，结果如图6和图7所示。从检测结果可知，实验组的抗缝线拉伸强度为15.3±0.54N，对照组的抗缝线拉伸强度为11.2±0.39N。可见，本发明制得的材料的抗缝线拉张强度得到了很大的提升。

本发明对实施例1制得的引导组织再生膜的降解性能进行了测试。对照样品：参考申请公布号为CN106492283A的申请文件中的实施例1提供的制备方法制得的材料。实验样品和对照样品分别选取20片大小及厚度接近的膜，分别称重并记录为W0，每片膜单独浸泡在质量分数为2％的甘氨酸水溶液中，浸泡24h，然后取出，每片膜单独放入15mL离心管中，并加入10ml的50Unit/ml胶原蛋白水解酶溶液，于37±1℃的恒温恒湿箱下反应降解，直到样品结构完全瓦解为止。反应期间分别于2h、4h、8h、12h、24h、36h、48h、60h、72h、84h、96h各取出两片膜用纯化水冲洗后，定量滤纸擦拭表面，真空干燥至恒重，分析天平称量得W1；如实验过程中当有试验样品出现结构破损不具3D结构的时候立即终止降解实验，将样品从含有胶原蛋白酶的溶液中取出，定量滤纸过滤冲洗，真空干燥至恒重，以滤纸和残渣整体质量计算，分析天平称量得W2。

质量损耗率计算公式:mass loss(％)＝(W0–W1)/W0×100％，

终点质量损失率计算公式:mass loss(％)＝(W0–W2)/W0×100％。

测试结果见表5。

表5

利用表5的数据制作出降解时间与质量损失率曲线，结果见图8。从表5和图8中可以看出，实验组相对对照组前48h的降解速率缓慢，对照组一开始就呈现快速降解的趋势，在72h时结构破坏，不具3D结构；实验组开始降解缓慢，在48h后开始快速降解，在96h时出现结构破坏，不具3D结构。可见，本发明制得的材料能够延长其降解周期。

临床应用

患者，男，69岁，上颌正中根尖囊肿。刮治术后植入牙科粉后覆盖实施例1制得的引导组织再生膜，具体过程见表9。

图10显示了术前和术后1个月手术部位的X光片。从图10中可以看出，术后一个月阴影部分变模糊，证明骨愈合良好。这一结果表明利用该材料进行骨缺损修复效果良好。

实施例2

制备方法同实施例1基本上相同，不同之处在于：

在S1中，

S1-1、将I型胶原溶于盐酸中，配制成胶原酸液，其中胶原浓度为0.02g/mL；

S1-2、向所述胶原酸液中滴加钙盐溶液，其中钙离子的加入量为每克胶原对应加入钙离子0.1mol；

S1-3、向S1-2所得溶液中滴加磷酸溶液，其中磷酸根离子的加入量与S1-2中钙离子加入量的摩尔比为Ca/P＝1/1。

在S2中，

S2-1、将I型胶原溶于纯化水中，搅拌15h，配制成第一胶原水溶液，其中胶原的质量浓度为0.01％；

S2-2、将S2-1所得的第一胶原水溶液涂覆在聚四氟乙烯板上，流延平整，其中，第一胶原水溶液的涂覆质量为200g/150cm²；

S2-3、将S2-2的聚四氟乙烯板放置在烘箱中，38℃烘干24h，得到致密层。

在S3中，

S3-1、将I型胶原溶于纯化水中，搅拌30h，配制成第二胶原水溶液，其中胶原的质量浓度为0.05％；

S3-2、在第二胶原水溶液中加入S1所得的矿化胶原纳米颗粒，搅拌8h，得到混合液，其中S3-1中的胶原与加入的矿化胶原颗粒的质量比为2:3；

S3-3、将S3-2制得的混合液涂覆在致密层的表面，混合液的质量与S2-1制得的胶原水溶液的质量比为1:2。

在S4中，将S3获得的材料置于辊压机上，施加3MPa的压力，并保压20秒。

在S5中，

S5-1、以1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐作为交联剂，40％的乙醇水溶液作为溶剂来配制2mM的交联液；

S5-2、交联10min。

利用该实施例提供的方法制得的引导组织再生膜的致密层表面光滑，疏松层内部具有多孔结构。经检测，该材料的致密层厚度为0.34mm，疏松层厚度为0.32mm，材料的总厚度为0.66mm。

通过实验测定可知，材料具有良好的亲水性、贴附性，力学性能有所提高，吸水后溶胀率降低，降解周期与新生骨组织的生长周期更加匹配。

实施例3

制备方法同实施例1基本上相同，不同之处在于：

在S1中，

S1-1、将I型胶原溶于盐酸中，配制成胶原酸液，其中胶原浓度为0.2g/mL；

S1-2、向所述胶原酸液中滴加钙盐溶液，其中钙离子的加入量为每克胶原对应加入钙离子2mol；

S1-3、向S1-2所得溶液中滴加磷酸溶液，其中磷酸根离子的加入量与S1-2中钙离子加入量的摩尔比为Ca/P＝2/1。

在S2中，

S2-1、将I型胶原溶于纯化水中，搅拌25h，配制成第一胶原水溶液，其中胶原的质量浓度为0.05％；

S2-2、将S2-1所得的第一胶原水溶液涂覆在聚四氟乙烯板上，流延平整，其中，第一胶原水溶液的涂覆质量为120g/190cm²；

S2-3、将S2-2的聚四氟乙烯板放置在烘箱中，42℃烘干48h，得到致密层。

在S3中，

S3-1、将I型胶原溶于纯化水中，搅拌30h，配制成第二胶原水溶液，其中胶原的质量浓度为0.25％；

S3-2、在第二胶原水溶液中加入S1所得的矿化胶原纳米颗粒，搅拌8h，得到混合液，其中S3-1中的胶原与加入的矿化胶原颗粒的质量比为3:2；

S3-3、将S3-2制得的混合液涂覆在致密层的表面，混合液的质量与S2-1制得的胶原水溶液的质量比为1:5。

在S4中，将S3获得的材料置于辊压机上，施加10MPa的压力，并保压15秒。

在S5中，

S5-1、以1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐作为交联剂，80％的乙醇水溶液作为溶剂来配制20mM的交联液；

S5-2、交联60min。

利用该实施例提供的方法制得的引导组织再生膜的致密层表面光滑，疏松层内部具有多孔结构。经检测，该材料的致密层厚度为0.16mm，疏松层厚度为0.06mm，材料的总厚度为0.22mm。

综上可知，本发明提供的矿化引导组织再生膜具有更佳的操作性能及组织修复性能，即在保证材料具有良好的吸水性、柔韧性、组织修复性的前提下，其力学性能更佳，吸水后溶胀率降低，降解周期与新生骨组织的生长周期更加匹配。该材料可以应用在治疗牙周缺损/骨缺损、牙槽嵴增量、引导即刻种植及延期种植时出现的骨缺损再生、处理种植体周围炎引起的骨吸收及上颌窦提升中，整体的临床效果表现良好。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种引导组织再生膜，包括面向骨膜的致密层和面向骨缺损区域的疏松层；所述致密层由I型胶原构成，表面光滑；所述疏松层由I型胶原和矿化胶原纳米颗粒复合而成，内部为多孔状结构，其特征在于，在将致密层和疏松层复合后，还对复合后的材料依次进行辊压成形和交联处理；优选地，进行交联处理时所用的交联液浓度为2～30mmol/L的交联液，交联剂为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐。

2.根据权利要求1所述的引导组织再生膜，其特征在于，所述致密层的密度为0.7～1.5g/cm³，优选厚度为0.15～0.35mm；和/或

3.根据权利要求1或2所述的引导组织再生膜，其特征在于，所述疏松层中I型胶原和矿化胶原纳米颗粒的质量比为2:3～3:2；优选地，所述矿化胶原纳米颗粒的粒径小于200nm。

4.一种引导组织再生膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

(1)制备矿化胶原纳米颗粒的步骤；

(2)制备致密层的步骤；

(3)在致密层的表面制备疏松层的步骤；

(4)辊压成形的步骤；和

(5)交联的步骤；

其中，所述步骤(5)包括：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，

交联的时间为10～60min；

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，进行辊压成形时，施加的压力为2～10MPa并保压5～20s。

7.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述制备致密层的步骤包括：

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述在致密层的表面制备疏松层的步骤包括：

-4～-2℃，速率为0.2～0.3℃/min，恒温时长为200～220min；

1～2℃，速率为0.1～0.2℃/min，恒温时长为200～220min；

4～6℃，速率为0.3～0.4℃/min，恒温时长为160～180min；

8～10℃，速率为0.4～0.5℃/min，恒温时长为160～180min；

14～16℃，速率为1.0～1.2℃/min，恒温时长为120～140min；

20～22℃，速率为1.0～1.2℃/min，恒温时长为120～140min；

36～38℃，速率为1.6～1.8℃/min，恒温时长为70～80min；

42～45℃，速率为1.6～1.8℃/min，恒温时长为70～80min；

降温阶段：降至室温，速率为4～6℃/min。

9.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述制备矿化胶原颗粒的步骤包括：

10.一种引导组织再生膜，其特征在于，采用权利要求4至9任一项所述的制备方法制得；优选地，所述引导组织再生膜具有如下一个或多个性质：

所述致密层的密度为0.7～1.5g/cm³；

所述致密层的厚度为0.15～0.35mm；

所述疏松层的平均孔径为20～100μm，孔隙率为30～50％；

所述疏松层的厚度为0.05～0.35mm；

所述引导组织再生膜的厚度为0.2～0.7mm。