CN116492450B - 重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶及其制备方法,涉及制药技术领域。本发明的重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶包括以下重量份的组分:重组人碱性成纤维细胞生长因子0.01~0.5份,凝胶基质1~500份,聚丁二酸丁二醇酯1~200份,β‑磷酸三钙1~1000份,蛋白保护剂0.01~0.5份;所述聚丁二酸丁二醇酯与β‑磷酸三钙的重量比为:聚丁二酸丁二醇酯:β‑磷酸三钙=1:1~5。本发明的重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶具有骨诱导作用,利用缓释载体持续释放bFGF,缓释周期长且药效持久,能够持续刺激牙周组织再生;本发明的重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶具有一定支撑作用,可以为成骨细胞提供附着空间,促进成骨细胞攀附生长。
Description
技术领域
本发明涉及制药技术领域,具体涉及重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶及其制备方法。
背景技术
牙周病是口腔两大主要疾病之一,牙周病不仅危害口腔健康,导致牙齿丧失,还与全身健康有着密切的关系,目前牙周病已被列为糖尿病的第六并发症。牙周治疗的最终目标是实现牙周组织再生。然而,没有一种常规的牙周或外科治疗可以使失去的牙周组织或其功能再生。为了解决这一局限性,各种新的再生疗法已经问世,如引导组织再生(GTR)治疗和应用釉质基质衍生物(EMD),并在牙周组织再生方面取得了一些成功。此外,各种重组细胞因子也具有刺激牙周组织再生的能力,如碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)、富血小板纤维蛋白(PRF)、富血小板血浆(PRP)、血小板衍生生长因子(PDGF)。其中碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)对骨髓间充质干细胞具有最强的促增殖作用,不仅能提高骨髓间充质干细胞的增殖速度以及寿命,并且能在增殖过程中保留骨髓间充质干细胞的多向分化潜能。bFGF属于纤维母细胞生长因子家族(FGF)的成员之一,能诱导多种细胞的增殖,包括成纤维细胞、血管内皮细胞、神经外胚层系统细胞、成骨细胞、软骨细胞、血管平滑肌细胞和上皮细胞。bFGF之所以在再生医学领域引起了关注,因为bFGF具有强大的促进血管生成的作用和促进未分化的间质细胞的细胞增殖,同时保留其多能性。
目前,使用REGROTH®(0.3%碱性成纤维细胞生长因子)的皮瓣手术(FOP)是日本牙周再生治疗的标准疗法。REGROTH®于2016年在日本上市(专利号为JP4250087B2)。然而,对于严重的牙槽骨缺损,使用REGROTH®单一疗法的牙周组织再生效果并不理想。生长因子在溶液中的活性半衰期较短,体外扩散较迅速,易因pH值、环境温度的改变、酶的作用而导致活性消失。在临床应用中发现,直接将生长因子作用于病损中易导致生长因子的流失及活性衰退。目前国内没有商品化的生长因子类产品上市,传统PRP、PRF、CGF技术制作自体血浆步骤繁琐、药物作用时间短,而人工植骨材料价格昂贵、骨生长缓慢,目前的植骨方法都是物理治疗,不能很好地促进牙周组织的再生。因此,仍然有需要开发一种口腔缓释凝胶,使得生长因子缓慢释放,持续作用于牙周组织,最大程度发挥其功效,促进牙周组织的再生。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种药物作用时间长、能够有效促进牙周组织再生的重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶及其制备方法。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:一种重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶,包括以下重量份的组分:重组人碱性成纤维细胞生长因子0.01~0.5份,凝胶基质1~500份,聚丁二酸丁二醇酯1~200份,β-磷酸三钙1~1000份,蛋白保护剂0.01~0.5份;所述聚丁二酸丁二醇酯与β-磷酸三钙的重量比为:聚丁二酸丁二醇酯:β-磷酸三钙=1:1~5。
聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一种通用高分子聚合物;β-磷酸三钙具有良好的生物降解性、生物相容性和生物无毒性。传统的重组人碱性成纤维细胞生长因子制剂种类繁多,但由于重组人碱性成纤维细胞生长因子在溶液中的活性半衰期较短、体外扩散迅速、易失活等特性,导致其牙周组织再生效果很不理想。本申请发明人经过大量的实验发现,采用聚丁二酸丁二醇酯、β-磷酸三钙和凝胶基质制备重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)包裹bFGF形成油包水的微球,再装载到β-磷酸三钙疏松的孔隙中,再将β-磷酸三钙在凝胶中分散均匀,层层包裹缓释,使制备得到的重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶能够持续释放bFGF,且缓释周期长。本申请发明人在实验中发现,口腔凝胶中聚丁二酸丁二醇酯、β-磷酸三钙的重量比对最终制备得到的口腔凝胶的缓释周期有很大的影响,当聚丁二酸丁二醇酯与β-磷酸三钙的重量比为1:1~5时,制备得到的重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶中的活性成分重组人碱性成纤维细胞生长因子的缓释周期更长,从而能够持续作用于牙周组织,对牙周组织再生的促进作用更好。
作为本发明所述重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶的优选实施方式,还包括乙酸和pH调节剂。更优选地,所述乙酸的重量份数为1-1000份。
作为本发明所述重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶的优选实施方式,所述pH调节剂包括磷酸缓冲液。
作为本发明所述重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶的优选实施方式,所述凝胶基质包括壳聚糖。
作为本发明所述重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶的优选实施方式,所述蛋白保护剂包括肝素钠。
本发明还提供所述的重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶的制备方法,包括以下步骤:
(1)将凝胶基质溶于乙酸,并加入pH调节剂使形成透明凝胶,于121℃灭菌,冷却后备用;
(2)将重组人碱性成纤维细胞生长因子和蛋白保护剂溶于适量蒸馏水,用0.22 μm滤膜过滤除菌,得水相;
(3)将聚丁二酸丁二醇酯溶于三氯甲烷,用0.22 μm滤膜过滤除菌,得有机相;
(4)将水相加入到有机相中,超声乳化,得乳化液;
(5)将β-磷酸三钙加入到乳化液中,超声混合,得混合物;
(6)在无菌条件下将步骤(1)得到的透明凝胶和步骤(5)得到的混合物混合均匀,得所述重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶。
本发明还提供所述的重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶在制备治疗牙周炎的产品中的应用。
本发明还提供所述的重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶在制备促进牙槽骨缺损再生的药物中的应用。
本发明的有益效果:本发明提供一种重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶。本发明的重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶具有骨诱导作用,利用缓释载体持续释放bFGF,缓释周期长且药效持久,能够持续刺激牙周组织再生;本发明的重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶具有一定支撑作用,可以为成骨细胞提供附着空间,促进成骨细胞攀附生长。
附图说明
图1为实施例1~3的重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶中rh-bFGF累计释放率。
图2为重组人碱性成纤维细胞生长因子(rh-bFGF)口腔凝胶体生物学活性检测结果。
具体实施方式
以下通过实施例形式的具体实施方式,对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
本实施例提供一种重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶,包括以下重量份的组分:重组人碱性成纤维细胞生长因子0.15份,壳聚糖350份,聚丁二酸丁二醇酯100份,β-磷酸三钙250份,肝素钠0.15份。
上述重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶的制备方法具体为:
(1)将壳聚糖溶于乙酸,并加入pH调节剂使形成透明凝胶,于121℃灭菌30min,冷却后备用;
(2)将重组人碱性成纤维细胞生长因子和肝素钠溶于适量蒸馏水,用0.22 μm滤膜过滤除菌,得水相;
(3)将聚丁二酸丁二醇酯溶于三氯甲烷,用0.22 μm滤膜过滤除菌,得有机相;
(4)将水相加入到有机相中,超声15min,得乳化液;
(5)将β-磷酸三钙加入到乳化液中,超声混合4h,通过磁力搅拌加速三氯甲烷挥发,得混合物;
(6)在无菌条件下将步骤(1)得到的透明凝胶和步骤(5)得到的混合物混合均匀,得所述重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶。
实施例2
本实施例提供一种重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶,包括以下重量份的组分:重组人碱性成纤维细胞生长因子0.15份,壳聚糖1份,聚丁二酸丁二醇酯1份,β-磷酸三钙1份,肝素钠0.01份。实施例2的重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶的制备方法与实施例1相同。
实施例3
本实施例提供一种重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶,包括以下重量份的组分:重组人碱性成纤维细胞生长因子0.15份,壳聚糖500份,聚丁二酸丁二醇酯200份,β-磷酸三钙1000份,肝素钠0.5份。
实施例3的重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶的制备方法与实施例1相同。
对比例1
本实施例提供一种重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶,包括以下重量份的组分:重组人碱性成纤维细胞生长因子0.15份,壳聚糖350份,聚丁二酸丁二醇酯250份,β-磷酸三钙100份,肝素钠0.15份。
对比例2
本实施例提供一种重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶,包括以下重量份的组分:重组人碱性成纤维细胞生长因子0.15份,壳聚糖350份,聚丁二酸丁二醇酯50份,β-磷酸三钙300份,肝素钠0.15份。
实验例1
本实验例测试重组人碱性成纤维细胞生长因子(rh-bFGF)口腔凝胶体外释药性能,具体实验方法如下:分别取实施例1、2、3、对比例1、2制备的重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶,以生理盐水作为释药介质,采用双抗体夹心ELISA法测试,在37 ℃恒温水溶振荡器上,以60 rpm/min恒温恒速振荡,分别在释放开始后的6h,1d,3d,5d,10d,15d,20d,25d,30d,35d 取出全部释放介质于离心管中标号保存,及时加入同样体积和温度的释放介质,由ELISA标准曲线计算出rh-bFGF的释放量。推算各时间点的累积释药百分率,平行操作3份,描绘累计释药曲线。
结果如图1所示,实施例1的口腔凝胶体外释放速率恒定,30天时间可以完全释放药物;实施例2的口腔凝胶15天内药物已经释放了90%以上;实施例3的口腔凝胶20天内基本完全释放药物。对比例1和2的口腔凝胶15天内基本完全释放药物。由上述可知,本发明制备得到的重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶能够持续释放bFGF,缓释周期更长。对比例1~2的口腔凝胶中的聚丁二酸丁二醇酯、β-磷酸三钙的重量比分别为2.5:1、1:6,其最终制备得到的口腔凝胶的rh-bFGF的缓释周期明显短于口腔凝胶中的聚丁二酸丁二醇酯、β-磷酸三钙的重量比为1:2.5的实施例1,由此说明,口腔凝胶中的聚丁二酸丁二醇酯、β-磷酸三钙的重量比对口腔凝胶的rh-bFGF的释放周期有很大的影响。
实验例2
本实验例检测实施例1~3、对比例1~2的重组人碱性成纤维细胞生长因子(rh-bFGF)口腔凝胶体的rh-bFGF的活性,具体实验如下:
(1)铺板:将小鼠胚胎成纤维细胞加入到96孔细胞培养板中,使得细胞培养板内的细胞数为6000-8000个/100ul/孔,置于二氧化碳培养箱中孵育18-24h;
(2)饥饿培养:弃去完全培养基,加入100ul/孔的维持培养基,饥饿5-8h;
(3)加样刺激:分别取25μl每个浓度标准品及供试品加至细胞培养板,各浓度做3次重复,孵育40-48h;
(4)吸光度的测定:取出上述细胞培养板,用MTT法检测吸光度,记录测定结果;试验数据采用四参数回归计算法进行处理,并按下式进行计算:
Pr为标准品生物学活性,IU/ml;
DS为供试品预稀释倍数;
Dr为标准品预稀释倍数;
ES为供试品相当于标准品半效量的稀释倍数;
Er为标准品半效量的稀释倍数。
数据处理:测定的吸光度结果用酶标仪自带软件计算,要求两条曲线平行,曲线R2>0.9。
标示量百分比为供试品的生物学活性与对应规格标示量的百分比。
结果如图2所示,实施例1的口腔凝胶30天内rh-bFGF的活性仍大于76%;实施例2的口腔凝胶在15天内rh-bFGF的活性大于75%,20天后低于62%;实施例3的口腔凝胶在25天内rh-bFGF的活性高于70%;对比例1的口腔凝胶在10天内rh-bFGF的活性高于75%;对比例2的口腔凝胶在15天内rh-bFGF的活性高于70%。
实验例3 rh-bFGF口腔凝胶促进牙槽骨缺损模型再生的实验研究
1、试验方法
试验动物:Beagle犬,雄性,体重10~15kg,18只,牙齿排列整齐,临床未见破坏性牙周疾病。
犬牙槽骨缺损模型:以每只犬上、下颌两侧的第2、3前磨牙为实验牙,共144颗,人工手术制备长、宽、高为5 mm的箱状骨内缺损。随机分为6组,每组24颗牙。将各组分为Emdogain®植入组(对照组),实施例1口腔凝胶植入组(实验组1),实施例2口腔凝胶植入组(实验组2),实施例3口腔凝胶植入组(实验组3),对比例1口腔凝胶植入组(实验组4),对比例2口腔凝胶植入组(实验组5),动物术后3d连续肌注青霉素(80万U,1次/d)预防术后感染。
术后8周评价以下指标:①新生牙槽骨高度、新生牙骨质高度;②骨矿化率;③骨小梁数量、骨小梁厚度。统计学处理:采用t检验分析法比较各组测量结果是否存在统计学差异。以P<0.05表示差异具有统计学意义。
2、试验结果如表1~表3所示。
表1两组植骨术后8周牙槽嵴高度、新生牙骨质高度比较
注:* P<0.05(与对照组比较)
表2 两组植骨术后8周骨矿化率比较
注:* P<0.05(与对照组比较)
表3 两组植骨术后8周骨小梁数量、骨小梁厚度比较
由表1、2、3可以看出,本发明组实施例1的新生牙槽骨高度、新生牙骨质高度、骨矿化率、骨小梁数量等指标均高于对照组,且有显著性差异(P<0.05);两组骨小梁厚度比较无显著差异(P>0.05)。
本发明组实施例2的新生牙槽骨高度、新生牙骨质高度、骨矿化率、骨小梁数量、骨小梁厚度与对照组比较无显著性差异(P>0.05),略高于对照组。
本发明组实施例3的骨矿化率与对照组相比有显著性差异(P<0.05),其他指标除骨小梁厚度以外略高于对照组,无显著性差异(P>0.05)。
本发明组对比例1的新生牙槽骨高度、新生牙骨质高度均显著低于对照组(P<0.05),骨矿化率、骨小梁数量、骨小梁厚度比较无显著性差异(P>0.05),但也均低于对照组。
本发明组对比例2的新生牙槽骨高度、新生牙骨质高度均显著低于对照组(P<0.05),骨矿化率、骨小梁数量、骨小梁厚度比较无显著性差异(P>0.05),但也均低于对照组。
研究表明,缓释周期更长能够使活性成分rh-bFGF持续作用于牙周组织,促进牙周组织再生。实施例1~3、对比例1~2的口腔凝胶中的聚丁二酸丁二醇酯、β-磷酸三钙的重量比分别为1:2.5、1:1、1:5、2.5:1、1:6,由上述实验结果可知,实施例1~3制备得到的口腔凝胶对牙槽骨缺损模型再生的促进作用优于对比例1~2。由此说明,当聚丁二酸丁二醇酯与β-磷酸三钙的重量比为1:1~5时,制备得到的重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶中的活性成分重组人碱性成纤维细胞生长因子的缓释周期更长,从而能够持续作用于牙周组织,对牙周组织再生的促进作用更好。
最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (5)
1.一种重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶,其特征在于,包括以下重量份的组分:重组人碱性成纤维细胞生长因子0.01~0.5份,凝胶基质1~500份,聚丁二酸丁二醇酯1~200份,β-磷酸三钙1~1000份,蛋白保护剂0.01~0.5份;所述聚丁二酸丁二醇酯与β-磷酸三钙的重量比为:聚丁二酸丁二醇酯:β-磷酸三钙=1:1~5;所述凝胶基质为壳聚糖;所述蛋白保护剂为肝素钠;所述重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶还包括乙酸和pH调节剂;所述的重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶的制备方法包括以下步骤:
(1)将凝胶基质溶于乙酸,并加入pH调节剂使形成透明凝胶,于121℃灭菌,冷却后备用;
(2)将重组人碱性成纤维细胞生长因子和蛋白保护剂溶于适量蒸馏水,用0.22 μm滤膜过滤除菌,得水相;
(3)将聚丁二酸丁二醇酯溶于三氯甲烷,用0.22 μm滤膜过滤除菌,得有机相;
(4)将水相加入到有机相中,超声乳化,得乳化液;
(5)将β-磷酸三钙加入到乳化液中,超声混合,得混合物;
(6)在无菌条件下将步骤(1)得到的透明凝胶和步骤(5)得到的混合物混合均匀,得所述重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶。
2.根据权利要求1所述的重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶,其特征在于,所述pH调节剂包括磷酸缓冲液。
3.根据权利要求1~2任一项所述的重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将凝胶基质溶于乙酸,并加入pH调节剂使形成透明凝胶,于121℃灭菌,冷却后备用;
(2)将重组人碱性成纤维细胞生长因子和蛋白保护剂溶于适量蒸馏水,用0.22 μm滤膜过滤除菌,得水相;
(3)将聚丁二酸丁二醇酯溶于三氯甲烷,用0.22 μm滤膜过滤除菌,得有机相;
(4)将水相加入到有机相中,超声乳化,得乳化液;
(5)将β-磷酸三钙加入到乳化液中,超声混合,得混合物;
(6)在无菌条件下将步骤(1)得到的透明凝胶和步骤(5)得到的混合物混合均匀,得所述重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶。
4.权利要求1~2任一项所述的重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶在制备治疗牙周炎的产品中的应用。
5.权利要求1~2任一项所述的重组人碱性成纤维细胞生长因子口腔凝胶在制备促进牙槽骨缺损再生的药物中的应用。
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