CN115006607B - 一种修复膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种修复膜及其制备方法,涉及生物材料技术领域,所述制备方法包括如下步骤:制备镁合金金属网骨架;制备聚己内酯的三氯甲烷溶液,通过浸渍提拉的方法在所述镁合金金属网骨架的表面制备PCL涂层,得到具有PCL涂层的镁合金金属网骨架;使用聚四氟乙烯模具,采用PCL的三氯甲烷溶液,对所述具有PCL涂层的镁合金金属网骨架进行涂布,得到屏障膜;以I型胶原蛋白为基材,通过静电纺丝的方法在所述屏障膜的一侧制备再生引导层,得到修复膜。本发明提供的修复膜的制备方法,制备的修复膜以镁合金金属网为骨架、脂肪族聚酯为屏障膜、静电纺丝结构为再生引导层的修复膜结构,提高用于GBR屏障膜的可吸收修复膜的机械支撑性能。
Description
技术领域
本发明涉及生物材料技术领域,具体而言,涉及一种修复膜及其制备方法。
背景技术
牙种植技术是解决牙齿缺失的常规治疗方法,但牙周炎、外伤、缺牙时间较长等原因均会导致牙槽骨吸收,造成牙槽嵴过低、过窄、局部凹陷,这些问题会引起种植效果不佳甚至失败,因此在临床上医生往往通过引导骨再生(GBR)技术进行缺损位置骨增量,恢复牙槽嵴正常骨轮廓后再进行牙种植。即使在满足“即拔即种”的情况下,通过牙床自然留下的牙窝立即埋入种植体,因种植体和牙窝中间存在空隙或种植体和牙槽骨界过近,医生往往也倾向于填塞骨材料后用GBR膜作为屏障,通过引导骨再生促进种植体与牙槽骨愈合牢固,因此,GBR技术在种植牙手术中十分常用。
引导骨再生技术即利用GBR屏障膜阻挡生长速度较快的牙龈上皮细胞和牙龈结缔组织细胞,使其无法优先占据骨缺损位置,为生长速度较慢的成骨细胞提供相对封闭的空间和足够的时间。
目前临床上使用的GBR屏障膜分为可吸收膜和不可吸收膜。不可吸收膜目前主要有钛网膜、聚四氟乙烯膜等,其具有很好的机械支撑力和可塑性,可以在较长时间维持足够的成骨空间,同时生物相容性好,可以满足重度骨缺损情况下的引导骨再生;但不可吸收膜植入后需要二次手术取出,给患者造成严重的二次损伤;可吸收膜主要是胶原蛋白膜,也有壳聚糖、聚乳酸等新材料,其具有可吸收不用二次取出、易操作、较好的生物相容性的优点,但也存在机械支撑性能差的问题。
发明内容
本发明解决的问题是目前用于GBR屏障膜的可吸收膜机械支撑性能差。
为解决上述问题,本发明提供一种修复膜的制备方法,包括如下步骤:
S1:制备镁合金金属网骨架;
S2:制备聚己内酯的三氯甲烷溶液,通过浸渍提拉的方法在所述镁合金金属网骨架的表面制备PCL涂层,得到具有PCL涂层的镁合金金属网骨架;
S3:使用聚四氟乙烯模具,采用聚己内酯的三氯甲烷溶液,对所述具有PCL涂层的镁合金金属网骨架进行涂布成膜,得到屏障膜;
S4:以I型胶原蛋白为基材,通过静电纺丝的方法在所述屏障膜的一侧制备再生引导层,得到修复膜。
可选地,制备镁合金金属网骨架包括:
S11:对镁合金金属丝进行表面处理,去除氧化层,得到表面处理后的镁合金金属丝;
S12:采用编织式拼接方法将所述表面处理后的镁合金金属丝制成网格结构,采用压制设备压制,得到镁合金金属网;
S13:将所述镁合金金属网放置于过饱和的水杨酸溶液中,室温下超声处理,干燥后,生成水杨酸镁涂层,得到镁合金金属网骨架。
可选地,所述镁合金金属丝中添加有锌和钙;所述镁合金金属丝中所述锌的质量分数为1%~3%;所述镁合金金属丝中所述钙的质量分数为0.1%~0.4%。
可选地,所述镁合金金属丝的直径不超过0.2mm;所述镁合金金属网的厚度不超过0.3mm。
可选地,所述聚己内酯的相对分子量为15000~25000。
可选地,所述再生引导层中还包括锶盐和硅盐。
可选地,步骤S4包括:
S41:以I型胶原蛋白、冰醋酸溶液、聚氧化乙烯、二氧化硅、氯化锶为原料配制静电纺丝液;
S42:以所述屏障膜的一侧为接收面,通过静电纺丝设备对所述静电纺丝液进行静电纺丝,得到含有再生引导层的屏障膜;
S43:对所述含有再生引导层的屏障膜进行交联反应,得到修复膜。
可选地,按照重量份数计,所述静电纺丝液中所述I型胶原蛋白的质量分数为7%~10%、所述聚氧化乙烯的质量分数为0.5%~1%、所述二氧化硅的质量分数为0.1%~2%、所述氯化锶的质量分数为0.1%~2%。
可选地,对所述含有再生引导层的屏障膜进行交联反应包括:
S431:将所述含有再生引导层的屏障膜放置于密封容器的上层,下层放置戊二醛溶液和碳酸氢铵粉末,熏蒸处理48小时,得到熏蒸处理后的屏障膜;
S432:将所述熏蒸处理后的屏障膜置于50℃-70℃真空干燥6h-12h,得到所述修复膜。
本发明的另一目的在于提供一种修复膜,通过如上所述的修复膜的制备方法进行制备。
与现有技术相比,本发明提供的修复膜的制备方法具有如下优势:
本发明提供的修复膜的制备方法,制备的修复膜以镁合金金属网为骨架、脂肪族聚酯为屏障膜、静电纺丝结构为再生引导层的修复膜结构,一方面提高用于GBR屏障膜的可吸收修复膜的机械支撑性能,另一方面通过静电纺丝技术制备以I型胶原蛋白为原料的再生引导层,利用该再生引导层的微纳米纤维和骨填充材料特有的空隙结构,有利于血管爬升和成骨细胞进入,促进骨小梁的生成,且I型胶原蛋白本身具有诱导钙离子沉积成羟基磷灰石的功能,同时其特有的三螺旋结构利于骨细胞和血管细胞增殖、分化和迁移,稳定血凝块的同时促进骨再生,硅可促进成骨细胞分化,锶可促进成骨过程中的血管分化并抑制破骨细胞分化,进而在保证修复膜良好的支撑性能的基础上,通过成骨细胞和破骨细胞协调调控、促进血管生成、纳米纤维吸引骨细胞爬升提高修复效果。
附图说明
图1为本发明中修复膜的结构示意简图;
图2为本发明实施例1制备的修复膜的可塑形性示意图;
图3为本发明实施例1制备的修复膜中骨再生引导层的电镜扫描图;
图4为本发明实施例1制备的修复膜中屏障膜的电镜扫描图;
图5为本发明实施例1中经表面处理后制备的PCL涂层;
图6为本发明对比例1中未经表面处理后制备的PCL涂层。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中表示,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制,基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有作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。
为解决目前用于GBR屏障膜的可吸收膜机械支撑性能差的问题,本发明提供一种修复膜的制备方法,该制备方法包括如下步骤:
S1:制备镁合金金属网骨架;
S2:制备聚己内酯的三氯甲烷溶液,通过浸渍提拉的方法在镁合金金属网骨架的表面制备PCL涂层,得到具有PCL涂层的镁合金金属网骨架;
S3:使用聚四氟乙烯模具,采用聚己内酯的三氯甲烷溶液,对具有PCL涂层的镁合金金属网骨架进行涂布,得到屏障膜;
S4:以I型胶原蛋白为基材,通过静电纺丝的方法在屏障膜的一侧制备再生引导层,得到修复膜。
本申请以镁合金金属网为骨架,为修复膜提供机械支撑力,从而能够维持有效的成骨空间,能够长时间承受上部软组织的压力,使得患者在咀嚼等活动中骨填充材料不易于塌陷扩散,从而提高骨增量效果。
为提高修复膜结构的稳定性,本申请首先通过浸渍提拉的方法在镁合金金属网骨架的表面制备PCL涂层,进一步再通过涂布法制备以镁合金金属网为骨架、聚己内酯为屏障层的屏障膜;为避免三氯甲烷挥发后造成的较大孔隙,优选步骤S3反复操作5-7次,40℃烘干或自然晾干,压制后制备完成屏障膜。
由于PCL具有疏水性,以PCL为屏障层可延长镁合金降解时间,随着PCL的降解,镁合金以点蚀的形式降解,缓解析氢反应影响,延长镁合金降解时间,同时PCL降解产生的CO2又可中和镁金属降解产生的氢氧化镁。
此外,PCL具有较好的柔韧性,同时可通过控制分子量实现屏障层的降解时间可控,结合PCL的疏水性能,实现6-18个月的修复膜降解,为重度骨缺损提供足够的成骨时间。
进一步采用静电纺丝技术在屏障膜的一侧形成微纳米纤维层作为再生引导层,结合优良的机械支撑性,稳定血凝块,微纳米纤维和骨填充材料(临床操作中可使用自体骨屑或异体骨材料)特有的空隙结构,有利于血管爬升和成骨细胞进入,促进骨小梁的生成。I型胶原蛋白作为骨的主要组成成分,本身具有诱导钙离子沉积成羟基磷灰石的功能,同时其特有的三螺旋结构利于骨细胞和血管细胞增殖、分化和迁移,稳定血凝块的同时促进骨再生。
并且,镁合金材料本身具有抑菌性,同时微纳米纤维结构更有利于载药,或可在静电纺丝液中添加药物成分,提高抗菌性能,提高手术安全性。
本发明提供的修复膜的制备方法,制备的修复膜以镁合金金属网为骨架、脂肪族聚酯为屏障膜、静电纺丝结构为再生引导层的修复膜结构,一方面提高用于GBR屏障膜的可吸收修复膜的机械支撑性能,另一方面通过静电纺丝技术制备以I型胶原蛋白为原料的再生引导层,利用该再生引导层的微纳米纤维和骨填充材料特有的空隙结构,有利于血管爬升和成骨细胞进入,促进骨小梁的生成,且I型胶原蛋白本身具有诱导钙离子沉积成羟基磷灰石的功能,同时其特有的三螺旋结构利于骨细胞和血管细胞增殖、分化和迁移,稳定血凝块的同时促进骨再生,进而在保证修复膜良好的支撑性能的基础上,提高修复效果。
本申请优选制备镁合金金属网骨架包括:
S11:对镁合金金属丝进行表面处理,去除氧化层,得到表面处理后的镁合金金属丝;
S12:采用编织式拼接方法将表面处理后的镁合金金属丝制成网格结构,采用压制设备压制,得到镁合金金属网;
S13:将镁合金金属网放置于过饱和的水杨酸溶液中,室温下超声处理,干燥后,生成水杨酸镁涂层,得到镁合金金属网骨架。
具体的,对镁合金金属丝进行表面处理的方法可以为对镁合金金属丝的尖锐位置打磨平整、180-2000目金刚砂砂纸打磨、抛光膏抛光、无水乙醇超声清洗;为提高支撑性能以及修复膜结构的均一性、稳定性,本申请优选将镁合金金属丝制备为镁合金金属网。
为提高镁合金金属网与PCL的结合力,本申请进一步利用金属盐饱和析出原理,通过使用饱和水杨酸溶液对镁合金金属网进行表面改性,此处理过程可增加镁合金金属网接触位点牢固度以及镁合金金属网和PCL结合牢固度,使PCL涂层和致密层不易脱落,同时镁合金金属网表面的水杨酸镁涂层具有抗炎作用,可以在产品降解过程中缓解植入体导致的慢性炎症反应。
本申请优选步骤S23中的干燥过程为,将超声处理后的镁合金金属网于80℃真空干燥60min,完成镁合金金属网的表面改性。
本申请通过在镁合金金属网表面制备水杨酸镁涂层,形成PCL屏障膜,实现可吸收骨增量屏障膜高机械支撑性、长降解时间、缓解炎症的作用,为重度骨缺损提供新的选择。
镁金属具有与人体骨接近的密度和弹性模量,以镁金属网格作为修复膜的骨架可以提供塑形支撑,且镁金属可以通过体内水解进行降解,不需要二次取出;但是单纯的镁金属植入物,会产生过快降解现象且降解过程中会产生大量氢气和氢氧化镁,机体副作用明显;本申请优选镁合金金属丝中添加有锌和钙,通过添加Zn和Ca制备镁合金,延长降解时间,又保证了机械支撑性,同时镁合金以网格骨架形式使用,用量少,避免降解过程析氢等副作用以满足人体组织处理阈值,降解过程中的Ca可促进骨再生,Zn既延长镁合金降解时间,又保证可塑形性,为骨缺损尤其重度骨缺损提供理想的成骨空间。
为优化镁合金金属网骨架在机体内的降解时间,本申请优选镁合金金属丝中锌的质量分数为1%~3%;镁合金金属丝中钙的质量分数为0.1%~0.4%;优选镁合金金属丝的直径不超过0.2mm;镁合金金属网的厚度不超过0.3mm。
进一步的,本申请优选聚己内酯的相对分子量为15000~25000。
为提高修复膜的修复效果,本申请优选再生引导层中还包括锶盐和硅盐;具体的,通过静电纺丝在屏障膜的一面以I型胶原蛋白制备再生引导层,同时添加锶盐和硅盐;I型胶原蛋白具有诱导钙离子沉积成羟基磷灰石的功能,硅可促进成骨细胞分化,锶可促进成骨过程中的血管分化并抑制破骨细胞分化,进而在保证修复膜良好的支撑性能的基础上,通过成骨细胞和破骨细胞协调调控、促进血管生成、纳米纤维吸引骨细胞爬升等综合作用引导骨再生。
本申请优选步骤S4包括:
S41:以I型胶原蛋白、冰醋酸溶液、聚氧化乙烯、二氧化硅、氯化锶为原料配制静电纺丝液;
S42:以屏障膜的一侧为接收面,通过静电纺丝设备对静电纺丝液进行静电纺丝,得到含有再生引导层的屏障膜;
S43:对含有再生引导层的屏障膜进行交联反应,得到修复膜。
为避免胶原蛋白在纺丝液中变性,本申请优选使用冰醋酸溶液为溶解液,聚氧化乙烯为纺丝助剂;在静电纺丝液中添加纳米级二氧化硅和氯化锶,并搅拌均匀;以屏障膜的一侧为接收面,使用静电纺丝设备进行静电纺丝,优选纺丝电压25kV,纤维直径100-600nm;静电纺丝后通过交联反应,以使胶原蛋白进行交联,并使部分氯化锶矿化为碳酸锶,以实现硅盐和锶盐在引导骨再生过程中的持续释放,使胶原蛋白交联和锶盐矿化,延长降解时间,实现硅盐和锶盐缓释。
为避免胶原蛋白在纺丝液中变性,同时保证引导骨再生效果,本申请优选按照重量份数计,静电纺丝液中I型胶原蛋白的质量分数为7%~10%、聚氧化乙烯的质量分数为0.5%~1%、二氧化硅的质量分数为0.1%~2%、氯化锶的质量分数为0.1%~2%。
进一步的,本申请优选对含有再生引导层的屏障膜进行交联反应包括:
S431:将含有再生引导层的屏障膜放置于密封容器的上层,下层放置戊二醛溶液和碳酸氢铵粉末,熏蒸处理48小时,得到熏蒸处理后的屏障膜;
S432:将熏蒸处理后的屏障膜置于50℃-70℃真空干燥6h-12h以去除戊二醛残留,得到修复膜。
本申请优选戊二醛溶液的质量分数为50%。
本申请利用天然活性胶原蛋白静电纺丝和交联技术,以及硅盐和锶盐的科学添加,通过天然活性胶原蛋白、硅、锶及纳米纤维在引导骨再生过程中的功效,制备骨再生引导层,实现成骨再生诱导;该修复膜可通过环氧乙烷灭菌并解析后使用。
本发明的另一目的在于提供一种修复膜,该修复膜通过如上所述的修复膜的制备方法进行制备。
本发明提供的修复膜,参见图1所示,以镁合金金属网为骨架、脂肪族聚酯为屏障层、微纳米纤维为再生层形成夹层式膜结构,一方面提高用于GBR屏障膜的可吸收修复膜的机械支撑性能,另一方面通过静电纺丝技术制备以I型胶原蛋白为原料的再生引导层,利用该再生引导层的微纳米纤维和骨填充材料特有的空隙结构,有利于血管爬升和成骨细胞进入,促进骨小梁的生成,且I型胶原蛋白本身具有诱导钙离子沉积成羟基磷灰石的功能,同时其特有的三螺旋结构利于骨细胞和血管细胞增殖、分化和迁移,稳定血凝块的同时促进骨再生,硅可促进成骨细胞分化,锶可促进成骨过程中的血管分化并抑制破骨细胞分化,进而在保证修复膜良好的支撑性能的基础上,通过成骨细胞和破骨细胞协调调控、促进血管生成、纳米纤维吸引骨细胞爬升提高修复效果。
重度骨缺损的成骨再生中需要保证足够的成骨时间和成骨空间,如下颌牙槽嵴垂直骨缺损往往需要6-8个月的成骨时间,但目前市场上的可吸收胶原膜实际降解时间通常只有4-8周;本申请提供的修复膜具有良好的机械支撑性,且降解时间可达6~18个月,能够为重度骨缺损的成骨再生提供足够的成骨时间和成骨空间。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
实施例1
本实施例提供一种修复膜的制备方法,该制备方法包括如下步骤:
S11:选用添加锌和钙的镁合金金属丝(锌含量2%、钙含量0.2%,直径0.2mm),表面打磨处理掉氧化层、抛光膏抛光、无水乙醇超声清洗,去除氧化层,得到表面处理后的镁合金金属丝;
S12:采用编织式拼接方法制成网格结构(6×6田字形间隔5mm),采用压制设备压制成镁合金金属网(厚度0.3mm),得到镁合金金属网;
S13:将镁合金金属网放入到过饱和的水杨酸溶液中,室温下超声处理10min,生成具备抗炎作用的水杨酸镁涂层;取出后于80℃真空干燥60min,完成镁合金金属网表面改性,得到镁合金金属网骨架;
S2:选用分子量20000的聚己内酯(PCL),溶于三氯甲烷中,配制成质量分数15%的聚己内酯三氯甲烷溶液,通过浸渍提拉的方法在镁合金金属网骨架的表面制备PCL涂层,得到具有PCL涂层的镁合金金属网骨架;
S3:使用聚四氟乙烯模具,使用质量分数15%的聚己内酯三氯甲烷溶液,以具有PCL涂层的镁合金金属网骨架为骨架,通过涂布的方式制备屏障层,为避免三氯甲烷挥发后造成的较大孔隙,反复操作6次,40℃烘干,压制后制备完成屏障膜(厚度0.5mm);
S41:使用质量浓度为80%冰醋酸溶液和质量浓度为0.5%的聚氧化乙烯制备溶解液,加入I型胶原蛋白(质量分数10%)、纳米级二氧化硅(质量分数0.1%)、氯化锶(质量分数0.1%)搅拌溶解至均匀,得到静电纺丝液;
S42:以屏障膜的一侧为接收面,使用静电纺丝设备对静电纺丝液进行静电纺丝,纺丝电压25kV,得到含有再生引导层的屏障膜;
S431:将含有再生引导层的屏障膜放置于干燥器中的上层,下层放置50%戊二醛溶液和碳酸氢铵粉末,密封后熏蒸处理48小时,以使胶原蛋白进行交联,并使部分氯化锶矿化为碳酸锶,得到熏蒸处理后的屏障膜;
S432:将熏蒸处理后的屏障膜置于55℃真空干燥10h以去除戊二醛残留,得到修复膜。
对制备的修复膜进行测试,参见图2所示,该修复膜具有优异的可塑性形,有助于为重度骨缺损的成骨再生提供足够的成骨空间;参见图3所示,通过电镜扫描图片可观察,骨再生引导层由微纳米纤维组成,起到引导骨细胞生成的作用;参见图4所示,屏障膜质地紧密,可有效阻隔上皮细胞侵入。
实施例2
本实施例提供一种修复膜的制备方法,该制备方法包括如下步骤:
S11:选用添加锌和钙的镁合金金属丝(锌含量1%、钙含量0.4%,直径0.2mm),表面打磨处理掉氧化层、抛光膏抛光、无水乙醇超声清洗,去除氧化层,得到表面处理后的镁合金金属丝;
S12:采用编织式拼接方法制成网格结构(6×6田字形间隔5mm),采用压制设备压制成镁合金金属网(厚度0.3mm),得到镁合金金属网;
S13:将镁合金金属网放入到过饱和的水杨酸溶液中,室温下超声处理10min,生成具备抗炎作用的水杨酸镁涂层;取出后于80℃真空干燥60min,完成镁合金金属网表面改性,得到镁合金金属网骨架;
S2:选用分子量15000的聚己内酯(PCL),溶于三氯甲烷中,配制成质量分数15%的聚己内酯三氯甲烷溶液,通过浸渍提拉的方法在镁合金金属网骨架的表面制备PCL涂层,得到具有PCL涂层的镁合金金属网骨架;
S3:使用聚四氟乙烯模具,使用质量分数15%的聚己内酯三氯甲烷溶液,以具有PCL涂层的镁合金金属网骨架为骨架,通过涂布的方式制备屏障层,为避免三氯甲烷挥发后造成的较大孔隙,反复操作7次,40℃烘干,压制后制备完成屏障膜(厚度0.5mm);
S41:使用质量浓度为80%冰醋酸溶液和质量浓度为0.5%的聚氧化乙烯制备溶解液,加入I型胶原蛋白(质量分数7%)、纳米级二氧化硅(质量分数2%)、氯化锶(质量分数2%)搅拌溶解至均匀,得到静电纺丝液;
S42:以屏障膜的一侧为接收面,使用静电纺丝设备对静电纺丝液进行静电纺丝,纺丝电压25kV,得到含有再生引导层的屏障膜;
S431:将含有再生引导层的屏障膜放置于干燥器中的上层,下层放置50%戊二醛溶液和碳酸氢铵粉末,密封后熏蒸处理48小时,以使胶原蛋白进行交联,并使部分氯化锶矿化为碳酸锶,得到熏蒸处理后的屏障膜;
S432:将熏蒸处理后的屏障膜置于50℃真空干燥12h以去除戊二醛残留,得到修复膜。
对制备的修复膜进行测试参见实施例1中相关内容。
实施例3
本实施例提供一种修复膜的制备方法,该制备方法包括如下步骤:
S11:选用添加锌和钙的镁合金金属丝(锌含量3%、钙含量0.1%,直径0.2mm),表面打磨处理掉氧化层、抛光膏抛光、无水乙醇超声清洗,去除氧化层,得到表面处理后的镁合金金属丝;
S12:采用编织式拼接方法制成网格结构(6×6田字形间隔5mm),采用压制设备压制成镁合金金属网(厚度0.3mm),得到镁合金金属网;
S13:将镁合金金属网放入到过饱和的水杨酸溶液中,室温下超声处理10min,生成具备抗炎作用的水杨酸镁涂层;取出后于80℃真空干燥60min,完成镁合金金属网表面改性,得到镁合金金属网骨架;
S2:选用分子量25000的聚己内酯(PCL),溶于三氯甲烷中,配制成质量分数15%的聚己内酯三氯甲烷溶液,通过浸渍提拉的方法在镁合金金属网骨架的表面制备PCL涂层,得到具有PCL涂层的镁合金金属网骨架;
S3:使用聚四氟乙烯模具,使用质量分数15%的聚己内酯三氯甲烷溶液,以具有PCL涂层的镁合金金属网骨架为骨架,通过涂布的方式制备屏障层,为避免三氯甲烷挥发后造成的较大孔隙,反复操作5次,40℃烘干,压制后制备完成屏障膜(厚度0.5mm);
S41:使用质量浓度为80%冰醋酸溶液和质量浓度为0.5%的聚氧化乙烯制备溶解液,加入I型胶原蛋白(质量分数8%)、纳米级二氧化硅(质量分数1%)、氯化锶(质量分数1%)搅拌溶解至均匀,得到静电纺丝液;
S42:以屏障膜的一侧为接收面,使用静电纺丝设备对静电纺丝液进行静电纺丝,纺丝电压25kV,得到含有再生引导层的屏障膜;
S431:将含有再生引导层的屏障膜放置于干燥器中的上层,下层放置50%戊二醛溶液和碳酸氢铵粉末,密封后熏蒸处理48小时,以使胶原蛋白进行交联,并使部分氯化锶矿化为碳酸锶,得到熏蒸处理后的屏障膜;
S432:将熏蒸处理后的屏障膜置于70℃真空干燥6h以去除戊二醛残留,得到修复膜。
对制备的修复膜进行测试参见实施例1中相关内容。
对比例1
本对比例提供一种修复膜的制备方法,该制备方法包括如下步骤:
S11:选用添加锌和钙的镁合金金属丝(锌含量2%、钙含量0.2%,直径0.2mm),表面打磨处理掉氧化层、抛光膏抛光、无水乙醇超声清洗,去除氧化层,得到表面处理后的镁合金金属丝;
S12:采用编织式拼接方法制成网格结构(6×6田字形间隔5mm),采用压制设备压制成镁合金金属网(厚度0.3mm),得到镁合金金属网;
S2:选用分子量20000的聚己内酯(PCL),溶于三氯甲烷中,配制成质量分数15%的聚己内酯三氯甲烷溶液,通过浸渍提拉的方法在镁合金金属网的表面制备PCL涂层,得到具有PCL涂层的镁合金金属网骨架;
S3:使用聚四氟乙烯模具,使用质量分数15%的聚己内酯三氯甲烷溶液,以具有PCL涂层的镁合金金属网骨架为骨架,通过涂布的方式制备屏障层,为避免三氯甲烷挥发后造成的较大孔隙,反复操作4次,40℃烘干,压制后制备完成屏障膜(厚度0.5mm);
S41:使用质量浓度为80%冰醋酸溶液和质量浓度为0.5%的聚氧化乙烯制备溶解液,加入I型胶原蛋白(质量分数10%)、纳米级二氧化硅(质量分数0.1%)、氯化锶(质量分数0.1%)搅拌溶解至均匀,得到静电纺丝液;
S42:以屏障膜的一侧为接收面,使用静电纺丝设备对静电纺丝液进行静电纺丝,纺丝电压25kV,得到含有再生引导层的屏障膜;
S431:将含有再生引导层的屏障膜放置于干燥器中的上层,下层放置50%戊二醛溶液和碳酸氢铵粉末,密封后熏蒸处理48小时,以使胶原蛋白进行交联,并使部分氯化锶矿化为碳酸锶,得到熏蒸处理后的屏障膜;
S432:将熏蒸处理后的屏障膜置于55℃真空干燥12h以去除戊二醛残留,得到修复膜。
对制备的修复膜进行测试;参见图5、图6所示,对镁合金通过饱和水杨酸表面改性后制备的PCL涂层、镁合金没有进行表面改性直接制备PCL涂层,分别弯曲45°再恢复原状,电镜扫描查看镁合金丝表面,证明经过表面处理后镁合金与PCL粘接更牢固,不易脱离。
对比例2
本对比例提供一种脱细胞胶原膜的制备方法,该制备方法包括如下步骤:
取小型猪(体重约25kg)背部完整皮肤,去除皮下的脂肪、肌肉组织及杂物,使用0.1%新洁尔灭溶液浸泡30min消毒,用纯化水浸泡,切割成8cm×6cm的皮片。用1%十二烷基硫酸钠溶液浸泡处理24h去除脂肪,纯化水冲洗后使用0.125%胰蛋白酶溶液,按皮片和胰蛋白酶重量3:10放于4℃浸泡,每隔4h更换胰蛋白酶溶液,共浸泡12h以进行脱细胞处理。胰蛋白酶浸泡8h时去除表皮组织留取真皮组织。使用2M氢氧化钠溶液浸泡真皮组织以去除蛋白,浸泡2h。随后用纯化水冲洗,并用1×PBS溶液浸泡6h达到中性。真皮组织经过无水乙醇脱水后60℃真空干燥10h得到脱细胞胶原修复膜。
对各实施例以及对比例制备的修复膜的吸水倍率以及体外降解时间进行检测,检测方法为:
吸水倍率:
对各实施例及对比例制备的修复膜进行精密称量(A),然后浸入纯化水中30s后称量质量(B),通过公式测定吸水倍率:
体外降解时间:
将各实施例制备的修复膜放于1×PBS溶液中,37℃放置,每隔1周更换PBS溶液,观察修复膜的完整性。
测试结果参见表1所示:
表1
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | |
吸水倍率 | 40 | 30 | 34 | 40 | 8 |
降解时间 | 30~45周 | 25~35周 | 55~75周 | 23~33 | 4~8周 |
从上述数据看出,本发明提供的修复膜,因具有经过静电纺丝后的胶原蛋白纤维,可快速捕捉水分,不仅有助于稳定血凝块,还可以富集血液中的生长因子,促进成骨细胞生长;通过上述数据看出,对比例1与实施例1的区别为,未对镁合金进行表面改性处理,制备的修复膜虽然吸水倍率较好,但是降解时间与实施例1相比明显缩短;对比例2制备的脱细胞胶原膜4周开始丧失完整性,8周时基本完全降解;而本申请各实施例制备的修复膜30周开始丧失完整性,45周后完全降解,从而证明本申请提供的修复膜有助于为重度骨缺损的成骨再生提供足够的成骨时间。
虽然本公开披露如上,但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员,在不脱离本公开的精神和范围的前提下,可进行各种变更与修改,这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种修复膜的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1:制备镁合金金属网骨架;
S2:制备聚己内酯的三氯甲烷溶液,通过浸渍提拉的方法在所述镁合金金属网骨架的表面制备PCL涂层,得到具有PCL涂层的镁合金金属网骨架;
S3:使用聚四氟乙烯模具,采用聚己内酯的三氯甲烷溶液,对所述具有PCL涂层的镁合金金属网骨架进行涂布,得到屏障膜;
S4:以I型胶原蛋白为基材,通过静电纺丝的方法在所述屏障膜的一侧制备再生引导层,得到修复膜;
制备镁合金金属网骨架包括:
S11:对镁合金金属丝进行表面处理,去除氧化层,得到表面处理后的镁合金金属丝;
S12:采用编织式拼接方法将所述表面处理后的镁合金金属丝制成网格结构,采用压制设备压制,得到镁合金金属网;
S13:将所述镁合金金属网放置于过饱和的水杨酸溶液中,室温下超声处理,干燥后,生成水杨酸镁涂层,得到镁合金金属网骨架。
2.如权利要求1所述的修复膜的制备方法,其特征在于,所述镁合金金属丝中添加有锌和钙;所述镁合金金属丝中所述锌的质量分数为1%~3%;所述镁合金金属丝中所述钙的质量分数为0.1%~0.4%。
3.如权利要求1所述的修复膜的制备方法,其特征在于,所述镁合金金属丝的直径不超过0.2mm;所述镁合金金属网的厚度不超过0.3mm。
4.如权利要求1~3任一项所述的修复膜的制备方法,其特征在于,所述聚己内酯的相对分子量为15000~25000。
5.如权利要求4所述的修复膜的制备方法,其特征在于,所述再生引导层中还包括锶盐和硅盐。
6.如权利要求5所述的修复膜的制备方法,其特征在于,步骤S4包括:
S41:以I型胶原蛋白、冰醋酸溶液、聚氧化乙烯、二氧化硅、氯化锶为原料配制静电纺丝液;
S42:以所述屏障膜的一侧为接收面,通过静电纺丝设备对所述静电纺丝液进行静电纺丝,得到含有再生引导层的屏障膜;
S43:对所述含有再生引导层的屏障膜进行交联反应,得到修复膜。
7.如权利要求6所述的修复膜的制备方法,其特征在于,按照重量份数计,所述静电纺丝液中所述I型胶原蛋白的质量分数为7%~10%、所述聚氧化乙烯的质量分数为0.5%~1%、所述二氧化硅的质量分数为0.1%~2%、所述氯化锶的质量分数为0.1%~2%。
8.如权利要求6所述的修复膜的制备方法,其特征在于,对所述含有再生引导层的屏障膜进行交联反应包括:
S431:将所述含有再生引导层的屏障膜放置于密封容器的上层,下层放置戊二醛溶液和碳酸氢铵粉末,熏蒸处理48小时,得到熏蒸处理后的屏障膜;
S432:将所述熏蒸处理后的屏障膜置于50℃-70℃真空干燥6h-12h,得到所述修复膜。
9.一种修复膜,其特征在于,通过如权利要求1~8任一项所述的修复膜的制备方法进行制备。
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