TWI405593B - 促骨生成之水膠敷料 - Google Patents

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促骨生成之水膠敷料
本發明係有關於一種水膠敷料及其製備方法，特別是有關於一種促骨生成之水膠敷料及其製備方法。
水膠(hydrogel)係一具有親水官能基之吸水性材料，在水性環境下可吸收水分以增加其體積，且能維持其三維結構。水膠的結構中包含一親水端與一疏水端，藉由親水端與水形成水合物，並且利用疏水端不與水分子鍵結以形成水膠。其中，其親水性官能基可為羥基(-OH)、羧基(-COOH)或酰胺基(-CONH2 )等。再者，水膠的含水量與其形成方式有關，形成方式可區分為化學性及物理性；化學性是利用共價鍵鍵結形成凝膠，而物理性形成方式包含利用pH值變化、離子交聯、溫度變化、溶劑交換或結晶。
關於水膠在生醫方面應用，因為水膠材料本身具有良好的流動性可塑造成各種形狀；此外，水膠可作為藥物釋放、細胞及生長因子的載體，其形成方式僅需與水膠混合攪拌即可。如美國專利7,381,716(H.-W. Sung,Y.-H. Lin,H. Tu,“Nanoparticles for protein drug delivery”,2008.)係提出一蛋白質藥物輸送之奈米顆粒，其包含一幾丁聚醣(chitosan)殼體、一聚麩胺酸(poly-glutamic acid)水膠，並且表面具有正電荷活性物以增加其滲透性。
另外，將水膠移入體內僅需用利用注射的方式，不需做侵入性的手術。近年來，將水膠用於骨科填補材料如：Pepgen P-15 Flow。而應用於牙科的水膠敷料如：Aftach和Orabase。
一般而言，止血敷料需包含生物相容性、生物可吸收性、高止血率的特點。有關上述之拔牙傷口敷料以及引導骨再生技術，目前正在被使用中，但臨床上的表現仍未滿意。有鑑於此，仍有必要發展新的敷料，具有止血作用外，且在傷口上可以被人體分解，以促進引導骨再生或牙科膺復物的放置(人工植牙)，係亟欲發展之技術。
鑒於上述之發明背景中，為了符合產業上之要求，本發明提供一種新的促骨生成之水膠敷料及其形成方法。
本發明揭露了一種促骨生成之水膠敷料，其包含一幾丁聚醣(Chitosan)與一聚麩胺酸(γ-Polyglutamate)，其中，該幾丁聚醣與該聚麩胺酸係藉由氨基與酸基錯合物形成該促骨生成之水膠敷料。
本發明所揭露之促骨生成之水膠本身帶有良好的流動性能可塑造成不同的形狀以更好應用於高曲度的區域(拔牙窩)。此外，幾丁聚醣(Chitosan)混摻聚麩胺酸(γ-Polyglutamate)後幾丁聚醣(Chitosan)降解速度較僅使用幾丁聚醣(Chitosan sponge)快，且聚麩胺酸(γ-Polyglutamate)具促骨生長的能力。因此，本發明所揭露之促骨生成之水膠對於傷口癒合與骨生成較僅使用幾丁聚醣(Chitosan)有加成的作用。
本發明在此揭示一種促骨生成之水膠敷料。為了能徹底地瞭解本發明，將在下列的描述中提出詳盡的步驟及其組成。顯然地，本發明的施行並未限定於該領域之技藝者所熟習的特殊細節。另一方面，眾所周知的組成或步驟並未描述於細節中，以避免造成本發明不必要之限制。本發明的較佳實施例會詳細描述如下，然而除了這些詳細描述之外，本發明還可以廣泛地施行在其他的實施例中，且本發明的範圍不受限定，其以之後的專利範圍為準。
本發明之一第一實施例揭露一種促骨生成之水膠敷料(hydrogel dressing)，水膠敷料包含一幾丁聚醣(Chitosan)與一聚麩胺酸(γ-Polyglutamate)，其中，幾丁聚醣與聚麩胺酸係藉由氨基與酸基錯合物形成促骨生成之水膠敷料。其中，上述之幾丁聚醣分子量為200至300萬，而乙醯度為百分之80以上，且聚麩胺酸之分子量為1萬以上。
於本實施例之一較佳範例中，上述之水膠敷料中之幾丁聚醣與聚麩胺酸(chitosan/γPGA)之重量比值範圍為1/99至99，而上述之水膠敷料較宜之酸鹼值範圍為5.5至8.5。
於本實施例之另一較佳範例中，上述之水膠敷料更包含下列族群之一者：藥物、無機材料與有機材料(可生物分解材料)。此外，上述之水膠敷料可應用於：創傷敷材、創傷復原與藥物控制釋放材料。
本發明之一第二實施例揭露一種促骨生成之水膠敷料的形成方法，其包含：提供一聚麩胺酸水溶液，將聚麩胺酸水溶液混合一幾丁聚醣與一酸性溶液，藉以形成一酸性之幾丁聚醣/聚麩胺酸之混掺水膠；將酸性之幾丁聚醣/聚麩胺酸混掺水膠溶於一鹼性溶液中，以便進行一酸鹼中和反應，藉以形成促骨生成之水膠敷料。其中，於進行酸鹼中和反應後更包含一乾燥程序，乾燥程序係獨立選自下列族群之一者：冷凍乾燥與加熱乾燥。其中，上述之酸性溶液係選自下列族群之一者或其任意組合：醋酸、磷酸與有機酸，而上述之鹼性溶液係選自下列族群之一者或其任意組合：氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鎂與氫氧化鈣。此外，上述之水膠敷料可具有下列應用：創傷敷材、創傷復原與藥物控制釋放材料。
範例一
將五十隻大鼠共一百顆上顎門齒隨機挑選六十四顆拔除，並將拔牙窩分為四組，分別為：
1.控制組：不放置任何敷料，為自然癒合之拔牙傷口。
2.對照組：放置止血敷料Spongostan。
3.試驗組(1)：放置幾丁聚醣(Chitosan sponge)。
4.試驗組(2)：放置幾丁聚醣與聚麩胺酸摻混之水膠敷料。
分別在四個時間點，一週，二週，四週，六週，將大鼠犧牲。犧牲的方式是將大鼠放入充滿二氧化碳的箱子中窒息死亡。大鼠犧牲後切取組織樣本拍攝X光片及製作組織切片。
藉由X光觀察拔除門齒六週後之拔牙窩120，得知試驗組(2)之拔牙窩120鈣化程度最高，已無法分辨與周圍齒槽骨110的界線，如第一圖所示。
並且，藉由光學顯微鏡觀察大鼠拔除門齒六週後之組織切片，如第二圖所示，控制組之拔牙窩120內有大量新生的骨小樑(trabecular bone)122從四周骨壁向拔牙窩120中心侵入。參考第三圖所示，對照組在拔牙窩120中心處有少量骨小樑122形成。參考第四圖所示，試驗組(1)之拔牙窩120大部分屬於質地鬆散的骨小樑122，骨小樑122間有許多空隙，上述空隙為未生成骨小樑之結締組織124。參考第五圖所示，試驗組(2)之拔牙窩120已經被板狀構造之新生骨小樑122佔據，為骨小樑122鈣化形成緻密的皮質骨(Cortical bone)。結果顯示，幾丁聚醣與聚麩胺酸摻混之水膠敷料相較於幾丁聚醣對於傷口癒合與骨生成有更好的效果。
顯然地，依照上面實施例中的描述，本發明可能有許多的修正與差異。因此需要在其附加的權利要求項之範圍內加以理解，除了上述詳細的描述外，本發明還可以廣泛地在其 他的實施例中施行。上述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在下述申請專利範圍內。
110‧‧‧齒槽骨
120‧‧‧拔牙窩
122‧‧‧新生之骨小樑
124‧‧‧未生成骨小樑之結締組織
第一圖係為根據本發明範例一，大鼠拔除門齒六週後之拔牙窩，並放置幾丁聚醣與聚麩胺酸摻混之水膠敷料(試驗組(2))之X光照片；第二圖係為根據本發明範例一，大鼠拔除門齒六週後之拔牙窩，不放置任何敷料(控制組)之光學顯微鏡照片；第三圖係為根據本發明範例一，大鼠拔除門齒六週後之拔牙窩，並放置止血敷料Spongostan®(對照組)之光學顯微鏡照片；第四圖係為根據本發明範例一，大鼠拔除門齒六週後之拔牙窩，並放置幾丁聚醣(Chitosan sponge，試驗組(1))之光學顯微鏡照片；以及第五圖係為根據本發明範例一，大鼠拔除門齒六週後之拔牙窩，並放置幾丁聚醣與聚麩胺酸摻混之水膠敷料。(試驗組(2))之光學顯微鏡照片。

Claims (12)

  1. 一種促骨生成之水膠敷料(hydrogel dressing)，該水膠敷料包含一幾丁聚醣(Chitosan)與一聚麩胺酸(γ-Polyglutamate)，其中，該幾丁聚醣與該聚麩胺酸係藉由氨基與酸基錯合物形成該促骨生成之水膠敷料，並且該幾丁聚醣之去乙醯度為80%以上。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述之水膠敷料，其中，該幾丁聚醣之分子量的範圍為200至300萬。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述之水膠敷料，其中，該聚麩胺酸之分子量的範圍為1萬以上。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述之水膠敷料，其中，該幾丁聚醣與該聚麩胺酸(chitosan/γPGA)之重量比值範圍為1/99至99。
  5. 根據申請專利範圍第1項所述之水膠敷料，其中，該水膠敷料之酸鹼值範圍為5.5至8.5。
  6. 根據申請專利範圍第1項所述之水膠敷料，其中，該水膠敷料具有下列應用：創傷敷材、創傷復原與藥物控制釋放材料。
  7. 根據申請專利範圍第1項所述之水膠敷料，該水膠敷料更包 含下列族群之一者：藥物、無機材料與有機材料。(可生物分解材料)
  8. 一種促骨生成之水膠敷料的形成方法，該形成方法包含：提供一聚麩胺酸水溶液，將該聚麩胺酸水溶液混合一幾丁聚醣與一酸性溶液，藉以形成一酸性之幾丁聚醣/聚麩胺酸之混掺水膠，並且該幾丁聚醣之去乙醯度為80%以上；將該酸性之幾丁聚醣/聚麩胺酸混掺水膠溶於一鹼性溶液中，以便進行一酸鹼中和反應，藉以形成該促骨生成之水膠敷料。
  9. 根據申請專利範圍第8項所述之水膠敷料的形成方法，其中，於進行該酸鹼中和反應後更包含一乾燥程序，該乾燥程序係獨立選自下列族群之一者：冷凍乾燥與加熱乾燥。
  10. 根據申請專利範圍第8項所述之水膠敷料的形成方法，其中，該酸性溶液係選自下列族群之一者或其任意組合：醋酸、磷酸與有機酸。
  11. 根據申請專利範圍第8項所述之水膠敷料的形成方法，其中，該鹼性溶液係選自下列族群之一者或其任意組合：氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鎂與氫氧化鈣。
  12. 根據申請專利範圍第8項所述之水膠敷料的形成方法，其 中，該水膠敷料具有下列應用：創傷敷材、創傷復原與藥物控制釋放材料。
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