含有埃洛石纳米管载药型引导组织再生膜及其制备方法属于生物材料领域。它以可降解脂肪族聚酯为主要原材料并加入抗菌药物和载有抗菌药物的埃洛石纳米管,通过静电纺丝制备单层引导组织再生膜；或以可降解脂肪族聚酯与可降解天然高分子的共混材料为致密层,可降解脂肪族聚酯与可降解天然高分子材料及生物活性粒子为疏松层,并在致密层加入抗菌药物和载有抗菌药物的埃洛石纳米管,通过静电纺丝的方法制备成具有不同孔结构和生物活性的双层引导组织再生膜。本发明专利技术材料具有优异生物相容性、能有效的阻止成纤维细胞等向组织缺损处的长入，同时促进组织的再生修复，不必二次手术，可控及长期的药物释放还可抑制手术后易发生的细菌性感染及炎症。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物材料领域，具体涉及一种以可降解脂肪族聚酯所形成的纤维作为主要基体材料并加载抗菌药物和载有抗菌药物的埃洛石纳米管的引导组织再生膜材料及其制备方法。
技术介绍
:引导组织再生(Guide Tissue Regenerat1n, GTR)技术是80年代末90年代初发展起来的一项新技术。其原理是利用膜的物理屏障功能将受损部位与周围组织隔离，创造一个相对封闭的组织环境，从而使成骨细胞优先迀移、生长。GTR的应用为牙周病的治疗、牙种植区骨量不足及其它骨缺损的修复、骨折的愈合提供了一个新的有效途径。目前GTR膜材料可分为不可吸收和可吸收两大类。不可吸收引导组织再生膜主要由聚四氟乙烯材料制备，主要代表产品为Gore-Texs。聚四氟乙烯膜虽然具有良好的力学强度，但不能自行降解，需二次手术去除，增加病人的痛苦及手术费用，且细胞亲和性差，易导致伤口裂开，膜早期暴露，影响伤口的愈合。因此，对可吸收膜材料的开发和研宄便成为GTR技术发展的重要方向。目前应用最为普遍的GTR膜以天然材料胶原为主，代表产品为瑞士Geistlich公司生产的B1-Gide和美国Zimmer公司生产的B1mend，分别以猪皮胶原及牛跟腱胶原制备。其中B1-Gide也是目前临床应用的金标准。天然胶原GTR膜虽然具有良好的生物相容性，但其力学强度相对较弱，降解较快，植入后易造成早期降解塌陷。为了增强及延长降解时间，通常需要加厚膜的厚度，这就为种植和修复提供了不利。此外，天然材料制备的GTR膜还存在产品质量受原料来源限制，价格昂贵等缺陷。为了克服天然胶原材料制备的GTR膜存在的缺陷，一些人工合成可降解材料制备的GTR产品也相继问世。虽然GTR技术可取得长期稳定的疗效，但由于手术中和术后以及二次取出过程中，引入到损伤部位的厌氧细菌以及需氧细菌等引发的感染将影响其新组织的获得。目前对于术后抗感染还主要采取全身系统用药，但药物利用率较低，且容易引起胃肠道副反应。局部释药可以增强治疗效果，降低不良反应。静电纺丝技术是一种制备纳米纤维的简单通用方法，由于其药物加载方式简单易行，在静电纺丝或纺丝后处理过程中不同的药物及生物大分子很容易加载到纤维内部和表面，另外，抗菌药物在载入纤维中后不会发生性能变化，仍能保持其抗菌性能，可以用来预防术后感染。因此，电纺丝制备的纳米纤维载药膜具有良好的临床应用前景。在通过静电纺丝制备载药型引导组织再生膜时，药物通过共混的方式加入到纤维内部和表面，药物释放速率比较快，存在突释现象，在引导组织再生膜移植到人体的5-7天后，药物释放基本上已达80-90%，虽然术后一周是发生感染的高危期，但是组织修复过程中感染情况的发生要持续至少2周。在组织修复的过程中，感染多为混合感染，即厌氧菌和需氧菌掺杂，两种细菌互相促进生长，因此在预防及治疗引导组织再生术后感染时，须采用分别对需氧菌和厌氧菌敏感的药物来提高疗效。因此研宄一种既可以减慢药物释放速率从而实现药物可持续释放又可以同时杀死厌氧菌和需氧菌的引导组织再生膜是十分重要的。埃洛石纳米管是一种管状的铝硅酸盐，它的外径约为50-80nm，内径约为10-15nm，长度大约是lOOOnm，负载率大约是15% -20%。埃洛石纳米管的长径比为20-50，在聚合物纤维中取向会显著增强纤维的力学性能。埃洛石纳米管具有天然来源，不会对环境造成污染，并且具有良好的生物相容性。作为管状容器，埃洛石纳米管在化妆品、药物释放、医用移植(如牙齿填料)等方面得到广泛应用。在聚合物体系中加入抗菌药物和载有抗菌药物的埃洛石纳米管，通过静电纺丝技术，制备单层及双层抗菌抗炎型载药引导组织再生膜，若对制得的引导组织再生膜的降解速率或者力学性能以及耐水性有更高的要求，还可以对聚合物基体中的天然高分子进行交联。本材料的载药共分为两部分，一部分是直接存在于纤维内部及纤维表面的抗菌药物，另一部分存在于纤维内部的埃洛石纳米管中。直接存在于纤维内部的抗菌药物扩散至纤维表面然后再转移至损伤部位；纤维内部埃洛石纳米管中的抗菌药物首先要从埃洛石纳米管扩散进入纤维内部，然后再从纤维内部扩散至纤维表面，最后再从纤维表面扩散至损伤部位，从而减缓了药物释放的速率，缓解突释现象。本设计可以提高纳米纤维膜的载药量，减缓药物释放速率，缓解突释现象；同时，纤维和埃洛石纳米管负载药物可以不同，以起到同时杀灭厌氧菌及需氧菌的作用。【附图说明】图1是本专利技术方法所制备的单层聚己内酯-明胶(质量比为9:1)载不同量埃洛石纳米管(HNT) (1%_20%质量比)的单层引导组织再生膜的相关实施效果图，图片中样品的命名方式为:ΗΝΤ0表示纺丝PG/HNT纳米纤维膜中含甲硝唑埃洛石纳米管质量与聚己内酯和明胶总质量的比为0%，HNT20表示纺丝PG/HNT纳米纤维膜中埃洛石纳米管质量与聚己内酯和明胶总质量的比为20 %，其他样品类推。 (I)是上述PG/HNT单层纺丝纤维膜SEM照片。(2)是上述PG/HNT单层纺丝纤维膜湿态下的应力_应变曲线，a为沿收集器旋转方向，不添加埃洛石纳米管的纳米纤维膜的拉伸强度约为7.3MPa，添加埃洛石纳米管以后材料的拉伸强度得到明显改善，断裂伸长率无明显变化。(3)是上述PG/HNT单层纺丝纤维膜水接触角示意图。(4)是上述PG/HNT单层纺丝纤维膜细胞增殖后相反侧膜SEM照片。(5)是L929细胞在上述PG/HNT单层纺丝纤维膜上生长5天时的SEM和激光共聚焦显微镜照片，(a) (g)HNTO, (b) (h)HNTl, (c) (i)HNT2, (d) (j)HNT5, (e) (k)HNT 10, and(f)(1)HNT20，以及L929细胞在上述PG/HNT-MNA单层纺丝纤维膜上(m)粘附4h和(η)生长不同时间的0.D值(0.D值测试使用CCK-8法)，测试结果表明随着时间的延长，细胞可以在材料上粘附增殖。图2是不同载药方式制备的材料项性能测试对比图，HNT-MNA是指按照实施例1中所述方法制备所得的载有抗菌药物甲硝唑的埃洛石纳米管，PG-MNA是指聚己内酯/明胶纳米纤维(质量比为9:1)中直接载入抗菌药物甲硝唑(20%的质量比)，PG/HNT-MNA是指聚己内酯/明胶(质量比9:1)纤维中加入按照实施例1中所述方法制备所得的含甲硝唑的埃洛石纳米管(20%的质量比)，PG-MNA/HNT-MNA是指按照实施例4中所述方法制备得到的纤维膜，其中聚己内酯和明胶质量比为9:1，纤维中直接载入甲硝唑的质量与聚己内酯和明胶总质量的比为20%，载有甲硝唑的埃洛石纳米管与聚己内酯和明胶总质量的比为20%。(I)是载有MNA的HNT中MNA释放的药物释放曲线。(2)是 HNT-MNA，PG-MNA, PG/HNT-MNA，PG-MNA/HNT-MNA 单层纳米纤维膜浸泡在 PBS缓冲溶液中药物释放情况。(3)是在琼脂板上进行的抑菌试验情况:a是37°C缺氧条件下培养一天时，HNT-MNA, PG-MNA, PG/HNT-MNA, PG-MNA/HNT-MNA 单层纳米纤维膜抑菌圈情况；b 是 HNT-MNA，PG-MNA, PG/HNT-MNA, PG-MNA/HNT-MNA单层纳米纤维膜抑菌圈直径随时间变化的情况。(4本文档来自技高网...
【技术保护点】
含有埃洛石纳米管载药型引导组织再生膜，其特征是：以可降解脂肪族聚酯形成的纤维作为主要基体材料，并含有载有抗菌药物的埃洛石纳米管，具有单层或双层多孔结构，其中：(1)单层膜以可降解脂肪族聚酯或可降解脂肪族聚酯和可降解天然高分子的混合物在静电纺丝中形成的纤维作为基体材料，并添加抗菌药物和载有抗菌药物的埃洛石纳米管；可降解脂肪族聚酯与可降解天然高分子的质量比为10/90‑90/10，载有抗菌药物的埃洛石纳米管质量与可降解脂肪族聚酯和可降解天然高分子总质量的比为1/100‑40/100，其中载有抗菌药物的埃洛石纳米管的质量是纯埃洛石纳米管与载入药物的总质量，以下所指载有抗菌药物的埃洛石纳米管的质量均为纯埃洛石纳米管与载入抗菌药物的总质量；直接载入纤维中的抗菌药物质量与可降解脂肪族聚酯和可降解天然高分子总质量的比为5/100‑50/100；结构特征为具有无规排列的纤维结构，平均搭桥孔径为2‑6μm，纤维直径为200‑1000nm，膜厚度为50‑500μm；(2)双层膜由致密层和疏松层构成；a)致密层以可降解脂肪族聚酯与可降解天然高分子的混合物在静电纺丝中所形成的纤维为基体材料，并添加抗菌药物以及载有抗菌药物的埃洛石纳米管，其中可降解脂肪族聚酯与可降解天然高分子的质量比为10/90‑90/10，载有抗菌药物的埃洛石纳米管质量与可降解脂肪族聚酯和可降解天然高分子总质量的比为1/100‑40/100，直接载入纤维中的抗菌药物的质量与可降解脂肪族聚酯和可降解天然高分子总质量的比为5/100‑50/100；结构特征为具有无规或网格状排列的纤维结构，平均孔径为2‑6μm，纤维直径为200nm‑1200nm，膜厚度为25‑500μm；b)疏松层以可降解脂肪族聚酯与无机生物活性粒子共混纺丝所形成的纤维，或可降解脂肪族聚酯与可降解天然高分子材料和无机生物活性粒子制备的共混纺丝纤维为基体材料，选择性采用交联剂对可降解天然高分子材料进行交联；其中可降解脂肪族聚酯与可降解天然高分子的质量比为10/90‑90/10，无机生物活性粒子质量与可降解脂肪族聚酯和可降解天然高分子总质量的比为5/100‑50/100；疏松层结构特征为平均孔径5‑100μm，纤维直径为200nm‑7μm，厚度为25‑500μm。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张立群，薛佳佳，宫敏，石锐，田伟，陈大福，
申请(专利权)人：北京化工大学，北京市创伤骨科研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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