CN111450313A - 牙组织再生引导膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种牙组织再生引导膜及其制备方法。该方法包括以下步骤：S1，将海洋源性胶原蛋白和/或海洋源性明胶作为第一组分，将多糖作为第二组分，将第一组份和第二组分溶解于溶剂中形成组分A；S2，将组分A分为第一部分和第二部分，将第一部分组分A与无定型钙盐粉末B混合，形成组分C；S3，将组分C铺展于模具中，静置，然后将第二部分组分A以覆盖组分C的形式倒入模具；S4，将模具干燥；S5，将干燥后的模具置于放有无水乙醇的密闭容器中进行交联，脱模，得到牙组织再生引导膜。该法所得牙组织再生引导膜具有高强度、高组织诱导性，而且可有效促进牙周组织的再生，非常适合用于牙组织再生引导。

Description

牙组织再生引导膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及医用材料技术领域，具体而言，涉及一种牙组织再生引导膜及其制备方法。

背景技术

牙周引导组织再生术是利用生物膜阻止龈沟上皮的根面生长，形成空间，诱导具有牙周组织再生潜力的牙周膜细胞冠向移动并生长分化，形成新生的牙周组织，是对牙周炎症造成的牙周组织缺损进行修复的一种治疗方法。

常用的牙组织再生引导膜产品主要材料分为不降解材料和可降解材料，前者力学支撑度好，但组织引导功能欠佳，需二次手术取出；后者生物功能性好，但力学性能差，隔离效果不佳，易导致保护空间的塌陷。

在此基础上，有必要提供一种生物功能性好且力学性能好的牙组织再生引导膜。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种牙组织再生引导膜及其制备方法，以解决现有技术中的牙组织再生引导膜无法兼顾生物功能性和力学性能的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种牙组织再生引导膜的制备方法，其包括以下步骤：S1，将海洋源性胶原蛋白和/或海洋源性明胶作为第一组分，将多糖作为第二组分，将第一组份和第二组分溶解于溶剂中形成组分A；S2，将组分A分为第一部分和第二部分，将第一部分组分A与无定型钙盐粉末B混合，形成组分C；S3，将组分C铺展于模具中，静置，然后将第二部分组分A以覆盖组分C的形式倒入模具；S4，将模具干燥；S5，将干燥后的模具置于放有无水乙醇的密闭容器中进行交联，脱模，得到牙组织再生引导膜。

进一步地，海洋源性胶原蛋白选自鱼皮胶原蛋白、鱼鳞胶原蛋白、鱼骨胶原蛋白、鱼鳔胶原蛋白、鱼肉胶原蛋白中的一种或多种；海洋源性明胶选自鱼皮明胶、鱼鳞明胶、鱼骨明胶、鱼鳔明胶、鱼肉明胶中的一种或多种。

进一步地，多糖选自壳聚糖及其衍生物、海藻酸及其衍生物、琼脂糖及其衍生物、岩藻多糖及其衍生物、卡拉胶及其衍生物的一种或几种。

进一步地，第一组分和第二组分之间的重量比为1:(1～10)。

进一步地，溶剂为去离子水；优选地，将第一组份和第二组分的重量记为m，每100毫升溶剂对应的m值为2～10克。

进一步地，组分A中还包括增塑剂，增塑剂为甘油、柠檬酸、柠檬酸钠中的一种或多种；优选地，溶剂和增塑剂之间的重量比为100:(15～30)。

进一步地，无定型钙盐粉末B选自无定形磷酸钙粉末和/或无定形碳酸钙粉末；优选地，无定型钙盐粉末的目数≥100目。

进一步地，第一部分组分A中溶质与无定型钙盐粉末B之间的重量比为(1～3):(1～3)。

进一步地，组分C与第二部分组分A的体积比为1:(1～3)。

进一步地，步骤S3中，在将组分C铺展于模具中后，在40～50℃温度条件下静置0.5～2h，然后再倒入第二部分组分A。

进一步地，步骤S4中，干燥过程中的干燥温度为40～50℃。

进一步地，步骤S5中，交联过程为非直接接触的乙醇蒸汽交联1～3h。

根据本发明的另一方面，还提供了一种上述制备方法制备的牙组织再生引导膜。

本发明提供了一种牙组织再生引导膜的制备方法，利用了海洋源性胶原蛋白和/或明胶、多糖及无定型钙盐粉末作为原料。海洋源性胶原蛋白和明胶免疫原性低、病毒传播风险低，具有良好的生物功能性，无定型钙盐粉末能够提供良好的力学性能。特别是，本发明通过先铺展组分C，后在其上铺展组分A，最后经干燥、交联能够形成仿珍珠层的牙组织再生引导膜。珍珠层是由天然多糖和蛋白类大分子层与文石层交互穿插形成的有序结构，这种特殊的天然有序结构使得其力学性能高于普通文石结构2～3个数量级，此外，珍珠层还具有良好的成骨诱导活性和生物降解性能。本发明利用上述材料和工艺，利用多糖、蛋白类海洋源性生物材料与无定形磷酸钙类材料复合制备了具有高强度、高组织诱导性的牙组织再生引导膜，其具有仿珍珠层的组成和结构，不仅起到良好的空间保持和力学支撑，而且可有效促进牙周组织的再生，非常适合用于牙组织再生引导。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明实施例1制备的牙组织再生引导膜的体外牙周细胞增殖率检测结果；以及

图2示出了根据本发明实施例1制备的仿生组织引导膜的力学性能检测结果。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

正如背景技术部分所描述的，现有技术中的牙组织再生引导膜无法兼顾生物功能性和力学性能。

为了解决上述问题，本发明提供了一种牙组织再生引导膜的制备方法，其包括以下步骤：S1，将海洋源性胶原蛋白和/或海洋源性明胶作为第一组分，将多糖作为第二组分，将第一组份和第二组分溶解于溶剂中形成组分A；S2，将组分A分为第一部分和第二部分，将第一部分组分A与无定型钙盐粉末B混合，形成组分C；S3，将组分C铺展于模具中，静置，然后将第二部分组分A以覆盖组分C的形式倒入模具；S4，将模具干燥；S5，将干燥后的模具置于放有无水乙醇的密闭容器中进行交联，脱模，得到牙组织再生引导膜。

海洋源性胶原蛋白和明胶免疫原性低、病毒传播风险低，具有良好的生物功能性，无定型钙盐粉末能够提供良好的力学性能。特别是，本发明通过先铺展组分C，后在其上铺展组分A，最后经干燥、交联能够形成仿珍珠层的牙组织再生引导膜。珍珠层是由天然多糖和蛋白类大分子层与文石层交互穿插形成的有序结构，这种特殊的天然有序结构使得其力学性能高于普通文石结构2～3个数量级，此外，珍珠层还具有良好的成骨诱导活性和生物降解性能。本发明利用上述材料和工艺，利用多糖、蛋白类海洋源性生物材料与无定形磷酸钙类材料复合制备了具有高强度、高组织诱导性的牙组织再生引导膜，其具有仿珍珠层的组成和结构，不仅起到良好的空间保持和力学支撑，而且可有效促进牙周组织的再生，非常适合用于牙组织再生引导。

在一种优选的实施方式中，海洋源性胶原蛋白包括但不限于鱼皮胶原蛋白、鱼鳞胶原蛋白、鱼骨胶原蛋白、鱼鳔胶原蛋白、鱼肉胶原蛋白中的一种或多种；海洋源性明胶包括但不限于鱼皮明胶、鱼鳞明胶、鱼骨明胶、鱼鳔明胶、鱼肉明胶中的一种或多种。鱼的具体种类不限制，可以列举如下：鲤鱼、罗非鱼、鲈鱼、鲶鱼、鲃鱼、鲮鱼、三文鱼、金枪鱼、鱿鱼、鳕鱼、比目鱼、鲽鱼、马面鱼、鲣鱼、海鲈鱼、巴沙鱼53.6％、黄鲷、虹鳟鱼等。

在一种优选的实施方式中，多糖选自壳聚糖及其衍生物、海藻酸及其衍生物、琼脂糖及其衍生物、岩藻多糖及其衍生物、卡拉胶及其衍生物的一种或几种。这几种多糖成本较低，且与海洋源性胶原蛋白和明胶配合具有更好的生物功能性，更有利于促进牙周组织的再生。更优选地，第一组分和第二部分之间的重量比为1:(1～10)。

为了更好地溶解第一组份和第二组分，使二者更充分地分散混合，并改善后续铺膜过程中的铺膜性能，在一种优选的实施方式中，溶剂为去离子水；优选地，将第一组份和第二组分的重量记为m，每100毫升溶剂对应的m值为2～10克。需要说明的是，在将组分C铺展于模具中，静置后，无定型钙盐粉末B和少量海洋源性胶原蛋白和/或明胶、多糖沉入模板底部，随后在将第二部分组分A以覆盖组分C的形式倒入模具后，随着干燥过程的进行，海洋源性胶原蛋白和/或明胶、多糖的混合物逐渐沉淀，且由于第二部分组分A是直接倾倒于组分C上方，随着倾倒、静置和干燥过程的进行，倾倒在上方的海洋源性胶原蛋白和/或明胶、多糖会有一部分进入组分C中，并进入底部的无定型钙盐粉末B中。随后通过交联作用，能够形成整体化的仿珍珠层结构，具有较高的强度。

为了提高膜层的塑性，在一种优选的实施方式中，组分A中还包括增塑剂，其为甘油、柠檬酸、柠檬酸钠中的一种或多种；优选地，溶剂和增塑剂之间的重量比为100:(15～30)。

在一种优选的实施方式中，无定型钙盐粉末B选自无定形磷酸钙粉末和/或无定形碳酸钙粉末。使用这几种无定型钙盐粉末B能够进一步提高引导膜的强度。优选地，无定型钙盐粉末的目数≥100目。

为了使无定型钙盐粉末B更充分地分散在蛋白和/或胶原、多糖中，并在交联之后更充分地分散在交联网络中以提高膜层强度，在一种优选的实施方式中，第一部分组分A中溶质与无定型钙盐粉末B之间的重量比为(1～3):(1～3)。更优选地，组分C与第二部分组分A的体积比为1:(1～3)。

在一种优选的实施方式中，上述步骤S3中，在将组分C铺展于模具中后，在40～50℃温度条件下静置0.5～2h，然后再倒入第二部分组分A。这样更有利于无定型钙盐粉末B和蛋白和/或胶原、多糖的静置。

在一种优选的实施方式中，步骤S4中，干燥过程中的干燥温度为40～50℃。更优选地，步骤S5中，交联过程为非直接接触的乙醇蒸汽交联1～3h。在该条件下进行交联，有机大分子的交联程度更高，更有利于提高膜层的力学性能。需说明的是，上述“非直接接触”是指干燥膜不与密闭容器中的无水乙醇液体直接接触，而是在乙醇蒸汽下将干燥膜与乙醇蒸汽接触并进行蒸汽交联。

优选地，在将组分C铺展于模具中之前，还包括将组分C进行脱泡的步骤，这样有利于避免在膜层中引入气泡而降低力学性能。同理，优选在将第二部分组分A倾倒入模具之前，也包括将其进行脱泡的步骤。

根据本发明的另一方面，还提供了一种上述制备方法制备的牙组织再生引导膜。该牙组织再生引导膜具有仿珍珠层结构，兼具良好的生物功能性和力学性能。

以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。

实施例1

1、组份A制备：

有机物复合组份含罗非鱼磷明胶：羧甲基壳聚糖＝1：4(w/w)；其中，明胶为约200bloom，羧甲基壳聚糖分子量约为250KDa。溶剂为：去离子水：甘油：柠檬酸钠＝100：10：5(w/w)。

组份A以溶剂配制成浓度为2.5％(w/v)的均一溶液，脱泡后，备用。

2、组份B制备：组份B无定形磷酸钙粉末，目数为200目。

3、配制溶液C：取组份A、B搅拌混合，超声30min均质化处理且脱泡后，得溶液C。其中，组份A、B的比例为以有机物与无机物的比例(w/w)为1：3。

4、二步法装模：先将所得溶液C小心倒入模具，50℃静置1h，再将组份A溶液小心倒入，完全、均匀覆盖溶液C层。溶液C与组份A的比例(v/v)为1：1。

5、干燥成型：将上述模具置于50℃真空干燥。

6、再交联：将上述模具置于放有无水乙醇的密闭容器中，非直接接触蒸气交联2h；可得所述具有仿珍珠层结构高强度牙周组织再生引导膜。

实施例2

1、组份A制备：

其他同实施例1。溶剂为：去离子水：甘油：柠檬酸钠＝100：15：15(w/w)。

2、组份B制备：同实施例1。

3、配制溶液C：取组份A、B搅拌混合，超声30min均质化处理且脱泡后，得溶液C。其中，组份A、B的比例为以有机物与无机物的比例(w/w)为1：1。

4、二步法装模：同实施例1。

5、干燥成型：将上述模具置于40℃真空干燥。

6、再交联：其他同实施例1。非直接接触蒸气交联3h。

实施例3

1、组份A制备：

有机物复合组份含罗非鱼皮明胶：羧甲基壳聚糖：海藻酸钠＝1：2：2(w/w)；其中，明胶为约200bloom，羧甲基壳聚糖分子量约为250KDa，海藻酸钠分子量约为200KDa。溶剂为：去离子水：甘油：柠檬酸钠＝100：10：10(w/w)。

组份A以溶剂配制成浓度为2.0％(w/v)的均一溶液，脱泡后，备用。

2、组份B制备：组份B无定形磷酸钙粉末，目数为200目。

3、配制溶液C：取组份A、B搅拌混合，超声30min均质化处理且脱泡后，得溶液C。其中，组份A、B的比例为以有机物与无机物的比例(w/w)为1：2。

4、二步法装模：同实施例1。

5、干燥成型：同实施例1。

6、再交联：同实施例1。

实施例4

1、组份A制备：

其他同实施例3。溶剂为：去离子水：甘油：柠檬酸钠＝100：15：15(w/w)。

2、组份B制备：组份B无定形磷酸钙粉末，目数为200目。

3、配制溶液C：同实施例3。

4、二步法装模：同实施例1。

5、干燥成型：同实施例1。

6、再交联：同实施例1。

实施例5

1、组份A制备：其他同实施例1。罗非鱼磷明胶：羧甲基壳聚糖＝1：1(w/w)。

2、组份B制备：组份B无定形磷酸钙粉末，目数为200目。

3、配制溶液C：同实施例1。

4、二步法装模：同实施例1。

5、干燥成型：同实施例1。

6、再交联：同实施例1。

实施例6

1、组份A制备：其他同实施例1。罗非鱼磷明胶：羧甲基壳聚糖＝1：10(w/w)。

2、组份B制备：组份B无定形磷酸钙粉末，目数为200目。

3、配制溶液C：同实施例1。

4、二步法装模：同实施例1。

5、干燥成型：同实施例1。

6、再交联：同实施例1。

实施例7

1、组份A制备：同实施例1。。

2、组份B制备：组份B无定形磷酸钙粉末，目数为200目。

3、配制溶液C：组份A、B的比例为以有机物与无机物的比例(w/w)为3：1，其他同实施例1。

4、二步法装模：溶液C与组份A的比例(v/v)为1：3。其他同实施例1。

5、干燥成型：同实施例1。

6、再交联：同实施例1。

数据验证：

1、生物功能性、牙组织再生引导能力的验证；

以实施例1所得材料为例，将所得牙周组织再生引导膜经灭菌处理后，接种牙周膜细胞，通过检测其细胞增殖率评价其促进牙周组织再生的功能活性。设置三个实验组：空白对照组、常规材料组(为目前临床常用牙周修复材料，为胶原膜)、本发明实施例组。分别于接种后1、3、7天检测各组细胞的增殖情况，结果证明本发明实施例1中的爱聊不仅具有良好细胞相容性，而且可显著促进牙周细胞的增殖(见图1)。另，实施例2至7中所得材料对应的牙周膜细胞增殖情况也优于胶原膜。

3、力学性能验证。

以实施例1所得材料为例，将所得牙周组织再生引导膜裁切成4mm×75mm哑铃型长条，于室温、相对湿度65％环境中调湿36h至恒重，根据国家标准GB/T 1040规定的方法测定拉伸强度及断裂伸长率。拉伸速度为1mm/s。结果证实，本发明制备的牙周组织再生引导膜具有很高的力学强度，拉伸强度高达8.16Mpa、断裂伸长率约为94.29％(见图2)。经检测，实施例2至7中制备的增强型仿生组织引导膜也具有较高的力学强度。

由以上内容可知，海洋源性材料病毒传播风险低、宗教壁垒低，来源广泛、资源丰富；所有组份均为天然生物材料，无其他化学成分，安全性好；本发明提供的仿珍珠层高强度牙组织再生引导膜受珍珠层的高力学强度和成骨诱导活性启发，同时含无机组份和有机组份，既可提供有力的力学支撑又可诱导骨再生。所得组织再生引导膜为可降解材料，无需二次取出。总之，本发明提供了一种价格低廉而生物安全性、相容性和力学性能等良好的仿珍珠层高强度牙组织再生引导膜，可有效隔离与空间支撑且诱导骨组织再生，提供安全、低廉、有效的牙周组织引导再生方案。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种牙组织再生引导膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，将海洋源性胶原蛋白和/或海洋源性明胶作为第一组分，将多糖作为第二组分，将所述第一组份和所述第二组分溶解于溶剂中形成组分A；

S2，将所述组分A分为第一部分和第二部分，将第一部分所述组分A与无定型钙盐粉末B混合，形成组分C；

S3，将所述组分C铺展于模具中，静置，然后将第二部分所述组分A以覆盖所述组分C的形式倒入所述模具；

S4，将所述模具干燥；

S5，将干燥后的所述模具置于放有无水乙醇的密闭容器中进行交联，脱模，得到所述牙组织再生引导膜。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述海洋源性胶原蛋白选自鱼皮胶原蛋白、鱼鳞胶原蛋白、鱼骨胶原蛋白、鱼鳔胶原蛋白、鱼肉胶原蛋白中的一种或多种；所述海洋源性明胶选自鱼皮明胶、鱼鳞明胶、鱼骨明胶、鱼鳔明胶、鱼肉明胶中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述多糖选自壳聚糖及其衍生物、海藻酸及其衍生物、琼脂糖及其衍生物、岩藻多糖及其衍生物、卡拉胶及其衍生物的一种或几种。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述第一组分和所述第二组分之间的重量比为1:(1～10)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为去离子水；优选地，将所述第一组份和所述第二组分的重量记为m，每100毫升所述溶剂对应的m值为2～10克。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述组分A中还包括增塑剂，所述增塑剂为甘油、柠檬酸、柠檬酸钠中的一种或多种；优选地，所述溶剂和所述增塑剂之间的重量比为100:(15～30)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述无定型钙盐粉末B选自无定形磷酸钙粉末和/或无定形碳酸钙粉末；优选地，所述无定型钙盐粉末的目数≥100目。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，第一部分所述组分A中溶质与所述无定型钙盐粉末B之间的重量比为(1～3):(1～3)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述组分C与第二部分所述组分A的体积比为1:(1～3)。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，在将所述组分C铺展于所述模具中后，在40～50℃温度条件下静置0.5～2h，然后再倒入第二部分所述组分A。

11.根据权利要求1至8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述干燥过程中的干燥温度为40～50℃。

12.根据权利要求1至8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述交联过程为非直接接触的乙醇蒸汽交联1～3h。

13.一种权利要求1至12中任一项所述的制备方法制备的牙组织再生引导膜。

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