CN114058068A - 一种组织引导再生胶原膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种组织引导再生胶原膜及其制备方法。所述制备方法为：将I型胶原蛋白溶胀于乙酸溶液中，再加入硫酸软骨素钠搅拌均匀，得胶原蛋白‑硫酸软骨素钠浆液；将所述胶原蛋白‑硫酸软骨素钠浆液进行干燥，得干燥膜片；将所述干燥膜片与交联液混合，进行交联反应，完成后得交联胶原蛋白膜片；对所述交联胶原蛋白膜片进行清洗并进行二次干燥，完成后再压制，即可。所述制备方法，先将高浓度I型胶原蛋白溶胀于乙酸溶液中，并加入硫酸软骨素钠搅拌，随后进行干燥、交联、二次干燥，得到的组织引导再生胶原膜具有优良的力学性能，且孔隙尺寸和孔隙率有利于细胞生长和修复；另外，其降解周期长，不容易致敏。综合功效全面，适用性广。

Description

一种组织引导再生胶原膜及其制备方法
技术领域
本发明属于再生医学材料技术领域，具体涉及一种组织引导再生胶原膜及其制备方法。
背景技术
因牙周炎、龋齿等口腔疾病造成的牙缺失目前已成为常见口腔疾病，调查显示，我们已有超过一半的人口存在牙缺失的问题。随着科学的不断发展，牙种植技术已成为牙缺失修复的常用手段，但临床上由于缺牙后的生理性骨吸收以及外伤性缺牙时的骨组织缺损，常有一些牙槽嵴过低、过窄或局部有缺陷的病例，有40%～80%的患者都存在骨量不足，若不治疗，在种植过程中常发生侧方穿孔，导致种植失败。随着引导再生技术（GTR）在临床上的应用，上述问题得以解决。
骨组织和牙周组织再生中屏障膜的使用是引导骨再生和引导组织再生概念中的核心部分。屏障膜在防止牙龈结缔组织细胞和结合上皮细胞向根方迁移的同时，选择性地使牙周膜细胞和牙槽骨细胞粘附于根面分化形成牙周新附着。因此，引导膜的作用至关重要。现有技术包括：将动物真皮、心包膜通过脱细胞技术制备引导组织再生膜材料，但该技术存在免疫原去除不完全、术后发生免疫反应的问题；另一种技术是通过纯化的方法从动物结缔组织提取胶原蛋白，再通过交联、冻干技术制备引导组织再生胶原膜，但该技术存在力学强度差、降解周期短、孔隙尺寸和孔隙率不适于细胞生长从导致修复效果差的问题。
故基于此，提出本发明技术方案。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种组织引导再生胶原膜及其制备方法。所述制备方法，先将高浓度I型胶原蛋白溶胀于乙酸溶液中，并加入硫酸软骨素钠搅拌，随后进行干燥、交联、二次干燥，得到的组织引导再生胶原膜具有优良的力学性能，且孔隙尺寸和孔隙率有利于细胞生长和组织修复；另外，其降解周期长，不容易致敏。综合功效全面，适用性广。
本发明的方案是，提供一种组织引导再生胶原膜的制备方法，包括如下步骤：
（1）将I型胶原蛋白溶胀于乙酸溶液中，得胶原蛋白-乙酸溶胀液；再加入硫酸软骨素钠搅拌均匀，得胶原蛋白-硫酸软骨素钠浆液；
（2）将所述胶原蛋白-硫酸软骨素钠浆液进行干燥，得干燥后膜片；
（3）将所述干燥膜片与交联液混合，进行交联反应，完成后得交联胶原蛋白膜片；
（4）对所述交联胶原蛋白膜片进行清洗并进行二次干燥，完成后再压制，即得所述组织引导再生胶原膜。
优选地，步骤（1）中，所述I型胶原蛋白的纯度≥90%；所述乙酸溶液的浓度为0.4%~0.7%(v/v)；所述胶原蛋白-乙酸溶胀液的浓度为0.3%~1.0%(w/v)。
优选地，步骤（1）中，加入硫酸软骨素钠后，其浓度为0.02%~0.05%(w/v)。
优选地，步骤（2）中，所述干燥为真空冷冻干燥；所述干燥膜片的厚度为1mm~10mm。
优选地，步骤（3）中，所述交联液为交联剂与溶剂的混合液，交联液浓度为0.01%~1%(v/v)。
优选地，所述交联剂为戊二醛、1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺、N-羟基琥珀酰亚胺中的一种或几种的组合。
优选地，步骤（3）中，所述交联反应的时间1.5h~4.5h；干燥膜片面积与交联液体积的比例为≥2cm2/mL。
优选地，步骤（4）中，所述二次干燥为真空冷冻干燥；经压制后，所述组织引导再生胶原膜的厚度为0.1mm~1.5mm。
基于相同的技术构思，本发明的再一方案是，提供一种由上述方法制备得到的组织引导再生胶原膜。
本发明的有益效果为：
本发明所述的制备方法，先将高浓度I型胶原蛋白溶胀于乙酸溶液中，并加入硫酸软骨素钠搅拌，随后进行干燥、交联、二次干燥，得到的组织引导再生胶原膜具有优良的力学性能，其中拉伸强度可达3 MPa ~10MPa，断裂伸长率可达18 MPa ~25MPa，撕裂力可达6N~10N；且组织引导再生胶原膜的孔隙尺寸和孔隙率处理有利于细胞生长和组织修复的范围，经测定，孔隙尺寸为55μm ~150μm，孔隙率为46%~58%。另外，所得组织引导再生胶原膜降解周期长，不容易致敏。综合功效全面，适用性广，相比于未交联的胶原膜，其组织修复效果更为优异。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是实施例3所得组织引导再生胶原膜的扫描电镜照片。
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，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种组织引导再生胶原膜的制备方法，包括如下步骤：
（1）将纯度为90%的I型胶原蛋白溶胀于浓度为0.4%(v/v)的乙酸溶液中，并进行调配，得浓度为0.3%(w/v)的胶原蛋白-乙酸溶胀液；再加入硫酸软骨素钠搅拌均匀，硫酸软骨素钠的浓度为0.02%(w/v)，完成后得胶原蛋白-硫酸软骨素钠浆液；
（2）将所述胶原蛋白-硫酸软骨素钠浆液倒入不锈钢冻干盘中，使其厚度为1mm，再将冻干盘置于真空冷冻干燥机中进行真空冷冻干燥，得干燥膜片；
（3）将所述干燥膜片与浓度为0.01%(v/v)的交联液混合，干燥膜片面积与交联液体积的比例为2cm2/mL，并进行交联反应1.5h，完成后得交联胶原蛋白膜片；其中，交联剂为戊二醛；
（4）对所述交联胶原蛋白膜片进行清洗，以除去其表面吸附的交联剂，至浓度下降到安全限度范围内；并置于冻干机中进行二次冻干，完成后采用压膜机进行压制，即得表面光滑平整、厚度为0.1mm的所述组织引导再生胶原膜。
实施例2
本实施例提供一种组织引导再生胶原膜的制备方法，包括如下步骤：
（1）将纯度为92%的I型胶原蛋白溶胀于浓度为0.7%(v/v)的乙酸溶液中，并进行调配，得浓度为1.0%(w/v)的胶原蛋白-乙酸溶胀液；再加入硫酸软骨素钠搅拌均匀，硫酸软骨素钠的浓度为0.05%(w/v)，完成后得胶原蛋白-硫酸软骨素钠浆液；
（2）将所述胶原蛋白-硫酸软骨素钠浆液倒入不锈钢冻干盘中，使其厚度为10mm，再将冻干盘置于真空冷冻干燥机中进行真空冷冻干燥，得干燥后膜片；
（3）将所述干燥膜片与浓度为1%(v/v)的交联液混合，干燥膜片面积与交联液体积的比例为3cm2/mL，并进行交联反应4.5h，完成后得交联胶原蛋白膜片；其中，交联剂为1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺；
（4）对所述交联胶原蛋白膜片进行清洗，以除去其表面吸附的交联剂，至浓度下降到安全限度范围内；并置于冻干机中进行二次冻干，完成后采用压膜机进行压制，即得得表面光滑平整、厚度为1.5mm的所述组织引导再生胶原膜。
实施例3
本实施例提供一种组织引导再生胶原膜的制备方法，包括如下步骤：
（1）将纯度为91%的I型胶原蛋白溶胀于浓度为0.5%(v/v)的乙酸溶液中，并进行调配，得浓度为0.6%(w/v)的胶原蛋白-乙酸溶胀液；再加入硫酸软骨素钠搅拌均匀，硫酸软骨素钠的浓度为0.03%(w/v)，完成后得胶原蛋白-硫酸软骨素钠浆液；
（2）将所述胶原蛋白-硫酸软骨素钠浆液倒入不锈钢冻干盘中，使其厚度为5mm，再将冻干盘置于真空冷冻干燥机中进行真空冷冻干燥，得干燥膜片；
（3）将所述干燥膜片与浓度为0.5%(v/v)的交联液混合，干燥膜片面积与交联液体积的比例为2.5cm2/mL，并进行交联反应3h，完成后得交联胶原蛋白膜片；其中，交联剂为戊二醛与N-羟基琥珀酰亚胺的混合物；
（4）对所述交联胶原蛋白膜片进行清洗，以除去其表面吸附的交联剂，至浓度下降到安全限度范围内；并置于冻干机中进行二次冻干，完成后采用压膜机进行压制，即得表面光滑平整、厚度为0.8mm的所述组织引导再生胶原膜。
对实施例3所得组织引导再生胶原膜进行扫描电镜拍摄，结果如图1所示。
对比例
本对比例与实施例3的区别在于，不进行交联处理，其他操作与实施例3均相同。
为表明本发明所述组织引导再生胶原膜的性能，进行如下测试。
一、降解时间测试
将实施例1~3所得组织引导再生胶原膜通过动物皮下植入试验，测试得降解周期3~6个月，而未进行交联的胶原膜（对比例）其降解周期为1~3个月，即交联后引导再生胶原膜的降解周期明显延长。
二、力学性能测试
拉伸强度和断裂伸长率测试方法：取实施例1~3及对比例样品，按GB/T528-2009中2型试样规定的方法进行试验。
撕裂力测试方法：将样品裁成长条形状（10mm×25mm），在离短边边缘3mm 处用4-0号缝合线穿过样品，对折缝合线，在距离穿孔处约5cm 处将缝合线打结，防止缝合线脱落。在符合 GB/T6682-2008 的3级水中吸水饱和后。将样品未穿线一端和缝合线一端分别固定在力学试验机上，拉伸速度100mm/min，直至样品被撕裂，取拉伸负荷的最大值为本产品撕裂力。测试结果如表1所示。
表1 测试结果
Figure 721565DEST_PATH_IMAGE001
由表1可知，实施例1~3所得组织引导再生胶原膜性能优于对比例。
三、孔隙尺寸和孔隙率测试
测试方法：采用扫描电镜进行孔隙尺寸和孔隙率测试，结果如表2所示。
表2 测试结果
Figure 625936DEST_PATH_IMAGE002
本发明所述组织引导再生胶原膜主要是作为隔离屏障膜使用，需要能够为细胞生长提供微环境，既要起到防止周围软组织长入，又要起到促进细胞生长的作用。经不断探索，孔隙尺寸和孔隙率的最佳范围，分别是孔隙尺寸为55μm ~150μm，孔隙率为45%~60%。即实施例所得组织引导再生胶原膜优于对比例。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种组织引导再生胶原膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将I型胶原蛋白溶胀于乙酸溶液中，得胶原蛋白-乙酸溶胀液；再加入硫酸软骨素钠搅拌均匀，得胶原蛋白-硫酸软骨素钠浆液；
（2）将所述胶原蛋白-硫酸软骨素钠浆液进行干燥，得干燥膜片；
（3）将所述干燥膜片与交联液混合，进行交联反应，完成后得交联胶原蛋白膜片；
（4）对所述交联胶原蛋白膜片进行清洗并进行二次干燥，完成后再压制，即得所述组织引导再生胶原膜。
2.根据权利要求1所述组织引导再生胶原膜的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述I型胶原蛋白的纯度≥90%；所述乙酸溶液的浓度为0.4%~0.7%(v/v)；所述胶原蛋白-乙酸溶胀液的浓度为0.3%~1.0%(w/v)。
3.根据权利要求1所述组织引导再生胶原膜的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，加入硫酸软骨素钠后，其浓度为0.02%~0.05%(w/v)。
4.根据权利要求1所述组织引导再生胶原膜的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述干燥为真空冷冻干燥；所述干燥膜片的厚度为1mm~10mm。
5.根据权利要求1所述组织引导再生胶原膜的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述交联液为交联剂与溶剂的混合液，交联液浓度为0.01%~1%(v/v)。
6.根据权利要求5所述组织引导再生胶原膜的制备方法，其特征在于，所述交联剂为戊二醛、1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺、N-羟基琥珀酰亚胺中的一种或几种的组合。
7.根据权利要求1所述组织引导再生胶原膜的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述交联反应的时间1.5h~4.5h；干燥膜片面积与交联液体积的比例为≥2cm2/mL。
8.根据权利要求1所述组织引导再生胶原膜的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，所述二次干燥为真空冷冻干燥；经压制后，所述组织引导再生胶原膜的厚度为0.1mm~1.5mm。
9.权利要求1~8任一所述制备方法得到的组织引导再生胶原膜。
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