CN115737938A - 用于牙槽骨缺损修复的聚氨基酸复合引导骨再生膜及其制备方法 - Google Patents
用于牙槽骨缺损修复的聚氨基酸复合引导骨再生膜及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种牙槽骨缺损修复的聚氨基酸复合引导骨再生膜及其制备方法，通过溶液浇铸法结合界面聚合制备PBLG/PEGDA‑SBMA屏障层。通过化学接枝法制备有机‑无机杂化的镁取代羟基磷灰石接枝聚L‑谷氨酸苄酯原料。在屏障层的内表面，采用静电纺丝制备具有骨诱导活性和抗菌性能的Mg‑HA‑PBLG成骨层，构建具有双层结构的复合引导骨再生膜。本发明聚氨基酸复合引导骨再生膜，屏障层在界面聚合作用下表面形成两性离子水合层，具备了抗细胞粘附的功能，更有效地阻止上皮细胞的侵入。成骨层由于原料本身具有的骨诱导活性和模拟细胞外基质的纳米纤维结构，能加速牙槽骨缺损的修复，且Mg2+的可控释放还赋予了成骨层抗菌功能，复合引导骨再生膜在牙槽骨缺损领域实现极大的应用潜力。
Description
技术领域
本发明涉及一种牙槽骨缺损修复材料及其制备方法，特别是涉及一种聚氨基酸复合引导骨再生膜及其制备方法。
背景技术
创伤、炎症、先天性疾病、肿瘤等所导致的牙槽骨缺损的治疗一直是临床研究的热点和重要课题。虽然临床上主要采用植入自体骨、异体骨等方法进行治疗，但不论是自体骨或异体骨移植都存在着一定的缺陷和限制。引导骨再生技术(GBR)的出现为临床牙槽骨缺损的修复提供了新思路，该方法通过在骨缺损区域上方放置屏障膜，将周围软组织和骨缺损区域隔开，避免上皮组织和结缔组织对骨缺损部位的侵袭，使成骨细胞不受干扰，保证新骨生成的空间。其中可吸收引导骨再生膜具有可降解性、无需二次手术等优点，引起了人们的广泛关注及研究。可吸收膜按材料来源可以分为天然可降解高分子材料和合成可降解高分子材料两类。常见的天然可降解高分子材料有胶原、壳聚糖、透明质酸、海藻酸钠等。然而，天然可降解高分子的机械性能较差，且降解速率过快，从而影响骨再生效果。
合成可降解高分子具有天然可降解高分子所不具备的优异的机械性能、可调控的降解速率等优势，是目前引导骨再生膜的研究热点。合成可降解高分子主要有聚乳酸(PLA)、聚已交酯-丙交酯(PLGA)、聚己内酯(PCL)等，然而这类材料降解产物呈酸性，容易引起体内炎症。聚氨基酸是一类由氨基酸及氨基酸衍生物通过酰胺键形成的合成高分子材料，有着与天然蛋白质相同的主链结构，能够形成稳定的二级结构，如α-螺旋、β-折叠等。聚氨基酸材料具有低免疫原性、优良的生物相容性和生物可降解性等优点，且降解产物无毒性，在引导骨再生领域具有广阔的应用前景。
骨再生过程被认为是动态复杂的过程，需要多种细胞和各种生物分子相互作用来参与调节。由于成骨细胞增殖速度较慢，仅靠自身的修复能力会导致骨愈合不完全，影响骨修复的效果。因此需要借助外界手段调节细胞行为，加速骨再生。常见的成骨策略有添加成骨药物、生长因子、无机矿物、金属离子等。目前的研究报道中大都通过物理共混的方式对引导骨再生膜进行成骨性改良，邹鹏等人发表了名为《一种含锶的纳米纤维引导组织再生膜及其制备方法》的专利(CN11357739A)，通过将含锶化合物粉末物理共混入纺丝溶液中，配制复合纺丝溶液，通过高压静电纺丝技术制备纳米纤维膜。锶离子具有促进成骨细胞增殖分化的作用，然而物理共混的方法会导致离子释放不可控，进而在体内局部积累引发细胞毒性。化学接枝法弥补了无机离子的释放过快等问题，通过共价键的相互作用将无机物和有机物相结合，制备得到的有机-无机复合引导骨再生膜能调控无机离子释放，还能使无机物分布均匀，具有极大的应用潜力。
由于口腔中含有丰富的微生物环境，使引导骨再生膜容易受到细菌的侵扰，引起体内炎症反应，抑制成骨细胞的生长，从而影响牙槽骨修复的效果。因此研究人员期望通过阻止细菌的侵入来保证或提高骨再生的效果。常用的抗菌策略有药物治疗、光动力治疗、金属离子等。药物治疗是目前最直接的抗菌手段，He等人开发了一种连续电纺丝技术制备的多功能梯度膜(FGM)。FGM由两层取向的明胶纳米纤维表面层和一层随机排列的聚己内酯(PCL)纳米纤维核心层组成，以提高膜的生物相容性和增强骨再生能力。为了实现抗细菌感染的功能，He等人合成了具有细菌响应释放特性的甲硝唑前体(Pro-MNA)，并装载进明胶层。结果表明，FGM具备优良的促进骨再生和抗细菌感染的能力。(HeM,etal.Hierarchically multi-functionalizedgradedmembranewithenhancedboneregenerationandself-defensive antibacterialcharacteristicsforguidedboneregeneration[J].ChemicalEngineeringJournal,2020,398.)然而，负载抗菌药物可能会导致初期释放速率过快，无法实现持续抑制细菌感染的作用。金属离子如Ag+、Cu2+、Zn2+、Mg2+等已被证明对细菌具有广谱抗菌作用，与抗菌药物相比，金属离子发挥抗菌作用而不会产生耐药性，具有广阔的应用前景。
综上，目前已有不少对引导骨再生膜成骨性和抗菌性改良的研究，但仍存在以下不足：如无机离子释放不可控、没有持续的抗菌作用等。因此通过对材料的设计，构建具有调控离子释放能力、持续抗菌作用的有机-无机复合引导骨再生膜具有重要意义。
发明内容
本发明的目的之一在于完善目前引导骨再生膜存在的问题，如无机离子释放不可控、无法持续实现抗菌等，提供一种用于牙槽骨缺损修复的聚氨基酸复合引导骨再生膜及其制备方法。本发明首先通过溶剂浇铸法结合界面聚合法构建了屏障层，然后在屏障层基础上通过静电纺丝技术构建了成骨层，最终得到双层结构的复合引导骨再生膜。本发明所制备的聚氨基酸复合引导骨再生膜，屏障层在界面聚合作用下表面形成两性离子水合层，具备了抗细胞粘附的功能，更有效地阻止上皮细胞的侵入。成骨层由于原料本身具有的骨诱导活性，和模拟细胞外基质的纳米纤维结构，能够加速牙槽骨缺损的修复，且Mg2+的可控释放还赋予了成骨层一定的抗菌功能。
为达到上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于牙槽骨缺损修复的聚氨基酸复合引导骨再生膜，该引导骨再生膜由屏障层和成骨层组成；将基于聚氨基酸大分子的原料通过溶剂浇铸结合界面聚合的方法制备得到屏障层，然后在屏障层表面上，将有机无机杂化的聚氨基酸大分子通过静电纺丝方法制备得到成骨层，从而得到具有屏障层和成骨层双层结构的复合引导骨再生膜。
优选地，所述的聚氨基酸大分子为聚L-谷氨酸苄酯(PBLG)、聚L-谷氨酸甲酯(PMLG)或聚L-谷氨酸乙酯(PELG)。
优选地，屏障层由聚氨基酸大分子和聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)共混形成，并在表面接枝上甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(SBMA)。
优选地，制备成骨层时，首先通过化学沉淀法合成了镁掺杂的羟基磷灰石(Mg-HA)，对镁掺杂的羟基磷灰石(Mg-HA)纳米粒子表面氨基化改性，引发γ-苄基-L-谷氨酸-N-羧酸酐(BLG-NCA)开环聚合，利用化学接枝得到有机-无机杂化的聚氨基酸大分子(Mg-HA-PBLG)，然后将其溶于二氯甲烷溶液制成纺丝液，通过静电纺丝方法制备得到成骨层。
一种用于牙槽骨缺损修复的聚氨基酸复合引导骨再生膜，其特征在于该引导骨再生膜由屏障层和成骨层组成。屏障层由聚氨基酸大分子和聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)按不同质量比共混形成，并在表面接枝上甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(SBMA)。所述的聚氨基酸大分子，聚乙二醇二丙烯酸酯和甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱的结构式分别为：
一种本发明所述的用于牙槽骨缺损修复的聚氨基酸复合引导骨再生膜的制备方法，该方法的具体步骤为：
(1)制备屏障层
a.将聚氨基酸大分子和聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)加入到甲苯溶液中，并添加光引发剂，在不低于70℃的水浴锅中加热搅拌溶解，得到溶液，备用；
b.将在步骤a中得到的溶液倒入聚四氟乙烯模具中，使溶液自然降温发生溶胶-凝胶转变，得到凝胶；
c.在步骤b中的溶液成凝胶状态后，将甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(SBMA)水溶液倒在凝胶的上层，随后放置在紫外灯下照射10～15分钟，引发凝胶发生界面聚合；
d.在光照结束后，倒去上层水溶液，让溶剂自然挥发，完全挥发后即得到屏障层；
(2)制备成骨层
ⅰ.Mg-HA-NH2的合成：
将磷酸氢二铵溶液滴加入氯化镁和氯化钙混合溶液中，产生白色沉淀，即为Mg-HA；将3-氨基丙基三乙氧基硅烷加入到质量分数为75～100wt％的乙醇/水溶液中，配制成浓度为0.03～0.06moL/L的混合溶液；将Mg-HA加入到混合溶液中，氨基化改性得到Mg-HA-NH2纳米粒子；
ⅱ.将在所述步骤ⅰ所得Mg-HA-NH2纳米粒子和聚L-谷氨酸苄酯(PBLG)按1:40～1:50的摩尔比溶于无水DMF溶液中，在惰性气氛下，在25～50℃下搅拌反应3～6d，经后处理后得到有机-无机杂化的聚氨基酸大分子Mg-HA-PBLG；
ⅲ.将在步骤ⅱ所得的有机-无机杂化的聚氨基酸大分子溶于二氯甲烷溶液中，配制成有机-无机杂化的聚氨基酸大分子质量百分比浓度为20～25％的纺丝溶液，通过静电纺丝方法，在屏障层的表面上制备了成骨层；从而得到具有屏障层和成骨层双层结构的复合引导骨再生膜。
优选地，Mg-HA-NH2纳米粒子的合成，包括如下步骤：
ⅰ-1.将氯化镁(MgCl2·6H2O)和氯化钙(CaCl2)加入到1000mL的去离子水中，同时将磷酸氢二铵((NH4)2HPO4)加入到另外1000mL的去离子水中，二者均维持磁力搅拌10分钟；完全溶解后，将磷酸氢二铵((NH4)2HPO4)溶液以不高于1mL/min的速度缓慢滴加入氯化镁(MgCl2·6H2O)和氯化钙(CaCl2)混合溶液中，随即就有无定形的白色沉淀产生，即为Mg-HA；
ⅰ-2.将3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTS)加入乙醇/水的混合溶剂中，室温下搅拌至少30分钟，随后将Mg-HA加入到混合溶剂中；室温下搅拌至少3h后，用质量百分比浓度不低于25wt％氨水调节混合体系的pH至10-11；继续反应至少3h后，倒去上层清液，过滤并用无水乙醇洗涤，真空干燥得到Mg-HA-NH2纳米粒子；
优选地，有机-无机杂化的聚氨基酸大分子Mg-HA-PBLG的合成，包括如下步骤：
将BLG-NCA和Mg-HA-NH2加入到无水DMF中，在N2气氛下，室温搅拌三天，整个过程要保证无水无氧；反应结束后，用无水乙醇进行沉降，随后用无水乙醇和去离子水轮流洗涤三到四次，室温下真空干燥后即可得到Mg-HA-PBLG固体。
优选地，在所述步骤a中，聚氨基酸大分子、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)和光引发剂的质量比为0.03-0.07：0.03-0.07：6～10。
优选地，在所述步骤a中，光引发剂采用光引发剂I2959。
优选地，在所述步骤c中，甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱溶于去离子水得到的溶液的质量百分比浓度为0.6～2.4wt.％。
优选地，在所述步骤ⅰ中，氯化镁、氯化钙、磷酸氢二铵的摩尔比为2-20：80-98：60-80。
优选地，在所述步骤ⅲ中，复合引导骨再生膜的制备包括如下步骤：
ⅲ-1.将Mg-HA-PBLG固体溶于二氯甲烷中配制成有机-无机杂化的聚氨基酸大分子质量百分比浓度为20～25％的纺丝溶液；
ⅲ-2.将步骤ⅲ-1中纺丝溶液转移到2.5mL的一次性注射器中，将注射器固定在推进器上，以锡箔纸包覆接收装置，并在锡箔纸上贴上PBLG/PEGDA-SBMA单层屏障膜；
ⅲ-3.调节推进器距离至10cm，设置纺丝机的电压为10kV和-2kV，并将高压电源分别与接收装置和纺丝头连接，以1mL/h的推进速度进行纺丝；
ⅲ-4.纺丝结束后揭下膜，室温下真空干燥处理去除残余的二氯甲烷溶液，即得到干燥的PBLG复合引导骨再生膜。
优选地，制备得到的复合引导骨再生膜的膜厚度为100～130μm，其中屏障层厚度为70～80μm，成骨层厚度为30～50μm。
优选地，制备屏障层的静电纺丝纤维直径为600～900nm。
本发明的引导骨再生膜由屏障层和成骨层组成，并实现了无机离子的可控释放和持续的抗菌作用，针对牙槽骨缺损特定的环境进行修复。其中聚氨基酸基材料作为一种主链由肽键相连接的高分子材料，具有独特的二级结构、良好的生物可降解性和生物相容性而被广泛应用于组织工程领域。屏障层中甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(SBMA)能在膜表面形成水合层，具有抗细胞粘附并阻挡成纤维细胞长入的作用，成骨层中镁掺杂的羟基磷灰石(Mg-HA)具有良好的骨诱导性和骨传导性，其中Mg2+参与多种代谢过程，调节骨代谢信号通路，促进骨细胞增殖和分化，同时赋予引导骨再生膜一定的抗菌性能。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
1.本发明屏障层具有超亲水性，能够达到抗细胞粘附并阻挡成纤维细胞长入的作用；
2.本发明将无机组分镁掺杂羟基磷灰石(Mg-HA)通过化学接枝的方式与有机组分聚氨基酸相结合，大大提高了无机组分的分散性以及与基体材料的结合力；
3.本发明的聚氨基酸复合引导骨再生膜集成骨性和抗菌性于一体，具有调控无机离子释放的功能和持续的抗菌作用，符合口腔中牙槽骨缺损修复的特定微环境。
附图说明
图1(A)为本发明实施例一聚氨基酸屏障层的宏观照片。
图1(B)和(C)为本发明实施例一聚氨基酸屏障层的扫描电子显微镜图片。
图1(D)为本发明实施例一聚氨基酸屏障层中的元素分布的能谱图。
图2(A)为本发明实施例一聚氨基酸成骨层的宏观照片。
图2(B)和(C)为本发明实施例一聚氨基酸成骨层的扫描电子显微镜图片。
图2(D)为本发明实施例一聚氨基酸成骨层中的元素分布的能谱图。
图3为本发明实施例一聚氨基酸屏障层和成骨层的接触角变化图。
图4(A)为本发明实施例一聚氨基酸屏障层组分不同质量比的应力-应变曲线图。
图4(B)为本发明实施例一聚氨基酸单层屏障膜和复合膜的应力-应变曲线图。
图5为本发明实施例一聚氨基酸复合引导骨再生膜在含/不含溶菌酶的PBS缓冲液中的降解曲线图。
图6为本发明优选实施例聚氨基酸复合引导骨再生膜用于牙槽骨缺损修复的原理图。
具体实施方式
在下述本实施例中，一种有机-无机杂化聚氨基酸原料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将2-20mmol的氯化镁(MgCl2·6H2O)和80-98mmol的氯化钙(CaCl2)加入到1000mL的去离子水中，同时将60-80mmol的磷酸氢二铵((NH4)2HPO4)加入到另外1000mL的去离子水中，二者均维持磁力搅拌十分钟。完全溶解后，将磷酸氢二铵((NH4)2HPO4)溶液以1mL/min的速度缓慢滴加入氯化镁(MgCl2·6H2O)和氯化钙(CaCl2)混合溶液中，随即就有无定形的白色沉淀产生，即为Mg-HA。
(2)将10-15mmol3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTS)加入到500mL的乙醇/水混合溶液中。
(3)Mg-HA的氨基化改性:用单口瓶取上述的乙醇水溶液并加入5-10gMg-HA，在25-50℃下搅拌3-6小时后，用氨水调节体系的pH值至9-12，再继续反应3-6小时，洗涤，倒去上层清液，冷冻干燥即得到Mg-HA-NH2纳米粒子，置于真空烘箱中保存。
(4)Mg-HA-PBLG的制备:将0.02-0.03g的Mg-HA-NH2加入到0.4-0.6g的BLG-NCA的40-60mL的无水DMF中，在N2气氛下，25-50℃下搅拌反应3-6d，通过无水乙醇进行沉降，过滤后洗涤两次，室温条件下干燥即可得Mg-HA-PBLG。
下面通过实例对本发明进行详细说明，下面的例子只是符合本发明技术内容的实例，并不说明本发明仅限于下述实例所述的内容：
实施例一：
在本实施例中，如图6所示，一种用于牙槽骨缺损修复的聚氨基酸复合引导骨再生膜，该引导骨再生膜由屏障层和成骨层组成；将基于聚氨基酸大分子的原料通过溶剂浇铸结合界面聚合的方法制备得到屏障层，然后在屏障层表面上，将有机无机杂化的聚氨基酸大分子通过静电纺丝方法制备得到成骨层，从而得到具有屏障层和成骨层双层结构的复合引导骨再生膜。
在本实施例中，一种聚氨基酸复合引导骨再生膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照PEGDA：PBLG质量比为7：3称取0.03gPBLG，0.07gPEGDA溶于5mL甲苯溶液中，并加入6mg光引发剂I2959，在70℃水浴锅中加热搅拌溶解；
(2)称取0.04gSBMA溶于5mL去离子水中得到0.8wt.％浓度的SBMA水溶液；
(3)将(1)中溶液倒入聚四氟乙烯(PTFE)模具中，使其自然降温，发生凝胶化，在PBLG溶液凝胶化状态下将SBMA水溶液倒在凝胶的上层，随后放置在紫外灯下照射10-15分钟，引发其发生界面聚合；光照结束后，倒去上层水溶液，将模具置于通风橱中，让溶剂自然挥发，完全挥发后即得到PBLG/PEGDA-SBMA单层屏障膜；
(4)称取0.4gMg-HA-PBLG溶于2mL二氯甲烷中配置成20wt.％浓度的纺丝溶液，将纺丝液转移到2.5mL的一次性注射器中，将注射器固定在推进器上，以锡箔纸包覆接收装置，并在锡箔纸上贴上PBLG/PEGDA-SBMA单层屏障膜；
(5)调节推进器距离至10cm，设置纺丝机的电压为10kV和-2kV，并将高压电源分别与接收装置和纺丝头连接，以1mL/h的推进速度进行纺丝；
(6)纺丝约2h后，将膜从锡箔纸上揭下，室温下真空干燥处理去除残余的二氯甲烷溶液，即得到干燥的PBLG复合引导骨再生复合膜。
实验测试分析：
对本实施方法制备的聚氨基酸屏障层、聚氨基酸成骨层进行宏观和微观观察和元素分布的能谱测试，图1(A)为本发明实施例一聚氨基酸屏障层的宏观照片。图1(B)和(C)为本发明实施例一聚氨基酸屏障层的扫描电子显微镜图片。图1(D)为本发明实施例一聚氨基酸屏障层中的元素分布的能谱图。图2(A)为本发明实施例一聚氨基酸成骨层的宏观照片。图2(B)和(C)为本发明实施例一聚氨基酸成骨层的扫描电子显微镜图片。图2(D)为本发明实施例一聚氨基酸成骨层中的元素分布的能谱图。由图1和图2可知，本实施例的引导骨再生膜由屏障层和成骨层组成，并实现了无机离子的可控释放和持续的抗菌作用，针对牙槽骨缺损特定的环境进行修复。其中聚氨基酸基材料作为一种主链由肽键相连接的高分子材料，具有独特的二级结构、良好的生物可降解性和生物相容性而被广泛应用于组织工程领域。屏障层中甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(SBMA)能在膜表面形成水合层，具有抗细胞粘附并阻挡成纤维细胞长入的作用，成骨层中镁掺杂的羟基磷灰石(Mg-HA)具有良好的骨诱导性和骨传导性，其中Mg2+参与多种代谢过程，调节骨代谢信号通路，促进骨细胞增殖和分化，同时赋予引导骨再生膜一定的抗菌性能。
对本实施方法制备的聚氨基酸屏障层、聚氨基酸成骨层进行进行物性测试，图3为本发明实施例一聚氨基酸屏障层和成骨层的接触角变化图。图4(A)为本发明实施例一聚氨基酸屏障层组分不同质量比的应力-应变曲线图。图4(B)为本发明实施例一聚氨基酸单层屏障膜和复合膜的应力-应变曲线图。图5为本发明实施例一聚氨基酸复合引导骨再生膜在含/不含溶菌酶的PBS缓冲液中的降解曲线图。本实施例制备的聚氨基酸复合引导骨再生膜，屏障层在界面聚合作用下表面形成两性离子水合层，具备了抗细胞粘附的功能，更有效地阻止上皮细胞的侵入。成骨层由于原料本身具有的骨诱导活性，和模拟细胞外基质的纳米纤维结构，能够加速牙槽骨缺损的修复，且Mg2+的可控释放还赋予了成骨层一定的抗菌功能。本发明为复合引导骨再生膜在牙槽骨缺损领域提供了极大的应用潜力。
实施例二：
本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，一种聚氨基酸复合引导骨再生膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照PEGDA：PBLG质量比为6：4称取0.04gPBLG，0.06gPEGDA溶于5mL甲苯溶液中，并加入6mg光引发剂I2959，在70℃水浴锅中加热搅拌溶解；
(2)称取0.035gSBMA溶于5mL去离子水中得到0.7wt.％浓度的SBMA水溶液；
(3)将(1)中溶液倒入聚四氟乙烯(PTFE)模具中，使其自然降温，发生凝胶化，在PBLG溶液凝胶化状态下将SBMA水溶液倒在凝胶的上层，随后放置在紫外灯下照射10-15分钟，引发其发生界面聚合；光照结束后，倒去上层水溶液，将模具置于通风橱中，让溶剂自然挥发，完全挥发后即得到PBLG/PEGDA-SBMA单层屏障膜；
(4)称取0.4gMg-HA-PBLG溶于2mL二氯甲烷中配置成20wt.％浓度的纺丝溶液，将纺丝液转移到2.5mL的一次性注射器中，将注射器固定在推进器上，以锡箔纸包覆接收装置，并在锡箔纸上贴上PBLG/PEGDA-SBMA单层屏障膜；
(5)调节推进器距离至10cm，设置纺丝机的电压为10kV和-2kV，并将高压电源分别与接收装置和纺丝头连接，以1mL/h的推进速度进行纺丝；
(6)纺丝约2h后，将膜从锡箔纸上揭下，室温下真空干燥处理去除残余的二氯甲烷溶液，即得到干燥的PBLG复合引导骨再生复合膜。
实施例三：
本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，一种聚氨基酸复合引导骨再生膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照PEGDA：PBLG质量比为5：5称取0.05gPBLG，0.05gPEGDA溶于5mL甲苯溶液中，并加入6mg光引发剂I2959，在70℃水浴锅中加热搅拌溶解；
(2)称取0.03gSBMA溶于5mL去离子水中得到0.6wt.％浓度的SBMA水溶液；
(3)将(1)中溶液倒入聚四氟乙烯(PTFE)模具中，使其自然降温，发生凝胶化，在PBLG溶液凝胶化状态下将SBMA水溶液倒在凝胶的上层，随后放置在紫外灯下照射10-15分钟，引发其发生界面聚合；光照结束后，倒去上层水溶液，将模具置于通风橱中，让溶剂自然挥发，完全挥发后即得到PBLG/PEGDA-SBMA单层屏障膜；
(4)称取0.4gMg-HA-PBLG溶于2mL二氯甲烷中配置成20wt.％浓度的纺丝溶液，将纺丝液转移到2.5mL的一次性注射器中，将注射器固定在推进器上，以锡箔纸包覆接收装置，并在锡箔纸上贴上PBLG/PEGDA-SBMA单层屏障膜；
(5)调节推进器距离至10cm，设置纺丝机的电压为10kV和-2kV，并将高压电源分别与接收装置和纺丝头连接，以1mL/h的推进速度进行纺丝；
(6)纺丝约2h后，将膜从锡箔纸上揭下，室温下真空干燥处理去除残余的二氯甲烷溶液，即得到干燥的PBLG复合引导骨再生复合膜。
实施例四：
本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，一种聚氨基酸复合引导骨再生膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照PEGDA：PBLG质量比为7：3称取0.03gPBLG，0.07gPEGDA溶于5mL甲苯溶液中，并加入6mg光引发剂I2959，在70℃水浴锅中加热搅拌溶解；
(2)称取0.04gSBMA溶于5mL去离子水中得到0.8wt.％浓度的SBMA水溶液；
(3)将(1)中溶液倒入聚四氟乙烯(PTFE)模具中，使其自然降温，发生凝胶化，在PBLG溶液凝胶化状态下将SBMA水溶液倒在凝胶的上层，随后放置在紫外灯下照射10-15分钟，引发其发生界面聚合；光照结束后，倒去上层水溶液，将模具置于通风橱中，让溶剂自然挥发，完全挥发后即得到PBLG/PEGDA-SBMA单层屏障膜；
(4)称取0.5gMg-HA-PBLG溶于2mL二氯甲烷中配置成25wt.％浓度的纺丝溶液，将纺丝液转移到2.5mL的一次性注射器中，将注射器固定在推进器上，以锡箔纸包覆接收装置，并在锡箔纸上贴上PBLG/PEGDA-SBMA单层屏障膜；
(5)调节推进器距离至10cm，设置纺丝机的电压为10kV和-2kV，并将高压电源分别与接收装置和纺丝头连接，以1mL/h的推进速度进行纺丝；
(6)纺丝约2h后，将膜从锡箔纸上揭下，室温下真空干燥处理去除残余的二氯甲烷溶液，即得到干燥的PBLG复合引导骨再生复合膜。
上述实施例牙槽骨缺损修复的聚氨基酸复合引导骨再生膜及其制备方法。首先通过溶液浇铸法结合界面聚合的方式制备了PBLG/PEGDA-SBMA屏障层。通过化学接枝法制备得到有机-无机杂化的镁取代羟基磷灰石接枝聚L-谷氨酸苄酯(Mg-HA-PBLG)原料。在屏障层的内表面，采用静电纺丝技术制备得到具有骨诱导活性和抗菌性能的Mg-HA-PBLG成骨层，构建具有双层结构的复合引导骨再生膜。本发明所制备的聚氨基酸复合引导骨再生膜，屏障层在界面聚合作用下表面形成两性离子水合层，具备了抗细胞粘附的功能，更有效地阻止上皮细胞的侵入。成骨层由于原料本身具有的骨诱导活性，和模拟细胞外基质的纳米纤维结构，能够加速牙槽骨缺损的修复，且Mg2+的可控释放还赋予了成骨层一定的抗菌功能。本发明为复合引导骨再生膜在牙槽骨缺损领域提供了极大的应用潜力。
上面对本发明实施例结合附图进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明用于牙槽骨缺损修复的聚氨基酸复合引导骨再生膜及其制备方法的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于牙槽骨缺损修复的聚氨基酸复合引导骨再生膜，其特征在于：该引导骨再生膜由屏障层和成骨层组成；将基于聚氨基酸大分子的原料通过溶剂浇铸结合界面聚合的方法制备得到屏障层，然后在屏障层表面上，将有机无机杂化的聚氨基酸大分子通过静电纺丝方法制备得到成骨层，从而得到具有屏障层和成骨层双层结构的复合引导骨再生膜。
2.根据权利要求1所述的用于牙槽骨缺损修复的聚氨基酸复合引导骨再生膜，其特征在于：所述的聚氨基酸大分子为聚L-谷氨酸苄酯(PBLG)、聚L-谷氨酸甲酯(PMLG)或聚L-谷氨酸乙酯(PELG)。
3.根据权利要求1所述的用于牙槽骨缺损修复的聚氨基酸复合引导骨再生膜，其特征在于：屏障层由聚氨基酸大分子和聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)共混形成，并在表面接枝上甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(SBMA)。
4.根据权利要求1所述的用于牙槽骨缺损修复的聚氨基酸复合引导骨再生膜，其特征在于：制备成骨层时，首先通过化学沉淀法合成了镁掺杂的羟基磷灰石(Mg-HA)，对镁掺杂的羟基磷灰石(Mg-HA)纳米粒子表面氨基化改性，引发γ-苄基-L-谷氨酸-N-羧酸酐(BLG-NCA)开环聚合，利用化学接枝得到有机-无机杂化的聚氨基酸大分子(Mg-HA-PBLG)，然后将其溶于二氯甲烷溶液制成纺丝液，通过静电纺丝方法制备得到成骨层。
5.一种权利要求1所述的用于牙槽骨缺损修复的聚氨基酸复合引导骨再生膜的制备方法，其特征在于，该方法的具体步骤为：
(1)制备屏障层
a.将聚氨基酸大分子和聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)加入到甲苯溶液中，并添加光引发剂，在不低于70℃的水浴锅中加热搅拌溶解，得到溶液，备用；
b.将在步骤a中得到的溶液倒入聚四氟乙烯模具中，使溶液自然降温发生溶胶-凝胶转变，得到凝胶；
c.在步骤b中的溶液成凝胶状态后，将甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(SBMA)水溶液倒在凝胶的上层，随后放置在紫外灯下照射10～15分钟，引发凝胶发生界面聚合；
d.在光照结束后，倒去上层水溶液，让溶剂自然挥发，完全挥发后即得到屏障层；
(2)制备成骨层
ⅰ.Mg-HA-NH2的合成：
将磷酸氢二铵溶液滴加入氯化镁和氯化钙混合溶液中，产生白色沉淀，即为Mg-HA；将3-氨基丙基三乙氧基硅烷加入到质量分数为75～100wt％的乙醇/水溶液中，配制成浓度为0.03～0.06moL/L的混合溶液；将Mg-HA加入到混合溶液中，氨基化改性得到Mg-HA-NH2纳米粒子；
ⅱ.将在所述步骤ⅰ所得Mg-HA-NH2纳米粒子和聚L-谷氨酸苄酯(PBLG)按1:40～1:50的摩尔比溶于无水DMF溶液中，在惰性气氛下，在25～50℃下搅拌反应3～6d，经后处理后得到有机-无机杂化的聚氨基酸大分子Mg-HA-PBLG；
ⅲ.将在步骤ⅱ所得的有机-无机杂化的聚氨基酸大分子溶于二氯甲烷溶液中，配制成有机-无机杂化的聚氨基酸大分子质量百分比浓度为20～25％的纺丝溶液，通过静电纺丝方法，在屏障层的表面上制备了成骨层；从而得到具有屏障层和成骨层双层结构的复合引导骨再生膜。
6.根据权利要求5所述的用于牙槽骨缺损修复的聚氨基酸复合引导骨再生膜的制备方法，其特征在于：在所述步骤a中，聚氨基酸大分子、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)和光引发剂的质量比为0.03-0.07：0.03-0.07：6～10。
7.根据权利要求5所述的用于牙槽骨缺损修复的聚氨基酸复合引导骨再生膜的制备方法，其特征在于：所述步骤c中，甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱溶于去离子水得到的溶液的质量百分比浓度为为0.6％～2.4％。
8.根据权利要求5所述的用于牙槽骨缺损修复的聚氨基酸复合引导骨再生膜的制备方法，其特征在于：在所述步骤ⅰ中，氯化镁、氯化钙、磷酸氢二铵的摩尔比为2-20：80-98：60-80。
9.根据权利要求5所述的用于牙槽骨缺损修复的聚氨基酸复合引导骨再生膜的制备方法，其特征在于：制备得到的复合引导骨再生膜的膜厚度为100～130μm，其中屏障层厚度为70～80μm，成骨层厚度为30～50μm。
10.根据权利要求5所述的用于牙槽骨缺损修复的聚氨基酸复合引导骨再生膜的制备方法，其特征在于：制备屏障层的静电纺丝纤维直径为600～900nm。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103030977A (zh) * | 2012-10-11 | 2013-04-10 | 上海大学 | 羟基磷灰石/聚氨基酸复合粒子及其制备方法 |
| CN107715175A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-02-23 | 南京师范大学 | 一种plga/两性离子复合多孔骨组织工程支架及其制备方法 |
| CN109562202A (zh) * | 2016-06-24 | 2019-04-02 | 艾奥瓦大学研究基金会 | 持久的可光聚合的交联防污涂层 |
| CN112190771A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-01-08 | 扬子江药业集团广州海瑞药业有限公司 | 骨组织再生引导膜及其制备方法 |
| CN113425896A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-09-24 | 上海大学 | 用于牙槽骨缺损修复的聚氨基酸微载体及其制备方法 |
-
2022
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103030977A (zh) * | 2012-10-11 | 2013-04-10 | 上海大学 | 羟基磷灰石/聚氨基酸复合粒子及其制备方法 |
| CN109562202A (zh) * | 2016-06-24 | 2019-04-02 | 艾奥瓦大学研究基金会 | 持久的可光聚合的交联防污涂层 |
| CN107715175A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-02-23 | 南京师范大学 | 一种plga/两性离子复合多孔骨组织工程支架及其制备方法 |
| CN112190771A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-01-08 | 扬子江药业集团广州海瑞药业有限公司 | 骨组织再生引导膜及其制备方法 |
| CN113425896A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-09-24 | 上海大学 | 用于牙槽骨缺损修复的聚氨基酸微载体及其制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 任天斌;曹春红;王刚;苏俭生;袁伟忠;任杰;: "可吸收引导组织再生膜", 化学进展, no. 01 * |
| 曹田;尹静波;罗坤;陈红丹;陈学思;: "高分子量的聚L-谷氨酸的合成与表征", 高等学校化学学报, no. 02 * |
| 罗进: "羟基磷灰石抗菌改性的研究与应用", 中国组织工程研究, vol. 24, no. 16, pages 2606 - 2613 * |
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