有梯度释药功能的双载药胶原基屏障膜及制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种有梯度释药功能的双载药胶原基屏障膜及制备方法和应用，以胶原为基材，采用纳米胶束技术将两种具有免疫稳态调节功能的抗菌抗炎药物引入屏障膜中。采用无生物毒性的双醛多糖作为交联剂，通过胶原氨基与双醛多糖的醛基发生席夫碱交联反应构建多孔胶原基屏障膜。本发明专利技术的优点是：双醛多糖交联的胶原基屏障膜，具有较高的机械强度、可控的降解速率、良好的生物相容性和组织贴合性，纳米胶束载药技术赋予屏障膜抗菌、抗炎和促进炎症消退的免疫稳态重塑功能，并实现抗菌药物的快速释放以及抗炎药物的长效缓释的梯度释放性能，解决了现有胶原基屏障膜所存在的技术缺陷。陷。陷。

【技术实现步骤摘要】
有梯度释药功能的双载药胶原基屏障膜及制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及生物医用材料
，具体而言涉及一种有梯度释药功能的双载药胶原基屏障膜及制备方法和应用，为具有较强机械性能、可控生物降解速率、双药梯度释放且具有免疫稳态调节功能的多孔胶原基骨缺损修复屏障膜。

技术介绍

[0002]随着人们生活水平的不断提高，牙齿种植的需求量正处于高速增长期。牙槽骨是牙种植和口腔功能修复重建的基础，牙槽骨缺损是牙种植面临的巨大挑战。引导性骨组织再生术(Guided bone regeneration，GBR)是目前最有效的牙槽骨缺损重建技术，其原理是在软组织与骨缺损区之间放置阻隔软组织细胞的屏障膜，为成骨细胞提供优势生长的三维空间，实现骨缺损的自主性再生。与其他屏障膜相比，胶原膜在骨缺损修复方面具有其独特的优势，目前临床上使用的屏障膜有75％以上是胶原膜。胶原具有抗原性弱、生物相容性好、植入体内无排异反应、与组织亲和力强等独特的生物学活性；而且具有生物可降解性，植入体内后会慢慢降解释放大量的氨基酸，为骨再生提供充足的营养。此外胶原还可刺激诱导成骨细胞的增殖分化，具有引导骨组织再生和防止骨不连的作用。
[0003]然而，目前使用的胶原膜存在机械强度低、降解速度快以及缺乏抗菌抗炎活性等缺点，无法适应牙周炎以及牙槽骨缺损患处的微环境，从而无法实现最佳的牙槽骨重建效果。研究者们通过交联、添加无机纳米材料或与其他高分子共混等方式来改善胶原膜的机械性能。化学交联常用的交联剂戊二醛可以提高胶原膜机械性能，但在膜降解过程中戊二醛会缓慢释放，引起炎症反应和钙化作用。交联剂1
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(3
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二甲氨基丙基)
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乙基碳二亚胺盐酸盐和六亚甲基二异氰酸酯的细胞毒性相对较低，但会降低胶原膜诱导骨组织再生的能力。研究发现，双醛多糖作为大分子醛类交联剂与蛋白质分子之间会形成复杂的互穿网络结构，克服了小分子醛类交联剂的溶出和细胞毒性问题；双醛多糖交联可以显著提高蛋白材料的机械性能，控制其降解速度和吸水溶胀性；此外，双醛多糖交联不会影响蛋白质分子链上亲水性基团羟基和羧基的数量，双醛多糖分子本身也含有大量的羟基和羧基，不会降低蛋白材料的亲水性和组织贴附能力。
[0004]牙周炎是造成牙槽骨缺损和成人失牙的主要原因。牙周炎是由牙菌斑微生物感染引起的牙周局部免疫稳态失衡造成的炎症性反应，从组织破坏到组织再生是一个从局部免疫稳态失衡到免疫稳态重塑的过程。理想状态下，屏障膜在发挥软组织阻隔作用的同时，持续缓释具有抗菌及免疫调节效应的药物成分，诱导良好的局部免疫微环境产生，将更有利于牙周组织的快速稳定再生。而目前大部分屏障膜负载的药物采用简单的掺杂方式，会导致药物的突释，不能起到长效抗炎杀菌的功能，同时局部药物浓度过高会产生一定的细胞毒性导致局部菌群失调。
[0005]因此，构建一种具有一定机械强度和生物相容性，且贴合牙槽骨重建周期进行梯度释药维持免疫稳态的胶原基屏障膜具有重要的应用前景。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对现有技术的缺陷，提供了一种有梯度释药功能的双载药胶原基屏障膜及制备方法和应用。
[0007]本专利技术以胶原为基材，采用双醛多糖作为交联剂，通过胶原氨基与双醛多糖的醛基发生席夫碱交联反应构建多孔胶原基屏障膜。采用纳米胶束技术将两种具有免疫稳态调节功能的抗菌抗炎药物引入屏障膜中，赋予屏障膜抗菌、抗炎和促进炎症消退的免疫稳态重塑功能，并实现抗菌药物的快速释放以及抗炎药物的长效缓释的梯度释放性能，解决了现有胶原基屏障膜所存在的技术缺陷。
[0008]为了实现以上专利技术目的，本专利技术采取的技术方案如下：
[0009](1)载药胶束溶液的制备：将5～50质量份两亲性聚合物单体和1质量份抗炎药物溶于1～5体积份的有机溶剂制备油相，在0～40℃下超声1～5min使样品充分溶解。将油相加入20体积份的去离子水中，以500～13000rpm的转速高速匀质2～10min获得乳液，将乳液在30～60℃下进行旋转蒸发，直至溶液挥发完全，加入5～20体积份的去离子水复溶，采用0.22～0.80μm的微孔滤膜过滤器对所得溶液进行过滤，最后冷冻干燥获得载抗炎药纳米胶束。将所得的载抗炎药纳米胶束粉末溶于去离子水中得到质量浓度为0.01％～2％的载抗炎药胶束溶液备用。
[0010](2)胶原基屏障膜的制备：将胶原溶于0.1～1M的醋酸溶液中得到质量分数为0.1％～2％的胶原溶液，将抗菌药物溶于去离子水中得到质量浓度为0.01％～2％的抗菌药物溶液。将抗菌药物溶液加入胶原溶液中，使抗菌药物的最终质量浓度为0.005％～1％，将载抗炎药胶束溶液加入胶原溶液中，使载抗炎药胶束溶液的最终质量浓度为0.005％～1％，冰浴下搅拌2～24h使其混合均匀。使用0.25～3M的氢氧化钠溶液调节载药胶原溶液pH至5～8。将醛基含量为0.5～5mmol/g的双醛多糖溶于去离子水中，得到质量浓度为0.05％～1％的双醛多糖溶液。在冰浴下将1体积份双醛多糖溶液缓慢加入到10～50体积份的胶原溶液中，然后将混合溶液倒入模具中，在液氮中冷冻30～240S后冷冻干燥得到双载药胶原基屏障膜。
[0011]作为优选，所述两亲性聚合物为壳聚糖(CS)
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聚己内酯(PCL)、聚乙二醇(PEG)
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聚丙交酯(PLA)、PEG
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胆固醇(Chol)、PEG
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聚乙交酯(PGA)、PEG
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聚(乙交酯
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co
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丙交酯)(PLGA)中任意一种或几种的混合物。
[0012]作为优选，所述有机溶剂为乙醇、甲醇、二氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯、甲苯中的任意一种或几种的混合物。
[0013]作为优选，所述抗炎药物为阿司匹林、对乙酰氨基酚、布洛芬、姜黄素、吲哚美辛中的任意一种。
[0014]作为优选，所述抗菌药物为ε
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聚耐氨酸、米诺环素、氯霉素、醋酸氯己定、四环素、多西环素中的任意一种。
[0015]作为优选，所述胶原为Ⅰ型胶原、Ⅱ型胶原、Ⅲ型胶原、Ⅳ型胶原中的任意一种。
[0016]作为优选，所述双醛多糖为双醛淀粉、双醛环糊精、双醛羧甲基纤维素、双醛壳聚糖、双醛卡拉胶中的任意一种。
[0017]本专利技术获得的产物，作为梯度释药的载药材料。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0019](1)本专利技术以天然高分子为原材料，制备的多孔胶原基骨缺损修复屏障膜具有较高的机械强度、可控的降解速率、良好的生物相容性和组织贴合性；
[0020](2)本专利技术采用双醛多糖作为交联剂避免了小分子醛类交联剂的细胞毒性问题，在不影响胶原本身生物相容性的基础上，提高了胶原基屏障膜的机械性能。
[0021](3)本专利技术采用纳米胶束技术包载抗炎药物，物理共混方式掺入抗菌药物，可以实现抗菌药物快速释放，抗炎药物长效缓释的梯度递送效果，更好地顺应了牙槽骨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.有梯度释药功能的双载药胶原基屏障膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：采用乳化
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薄膜挥发法制备载抗炎药纳米载药胶束，然后将载抗炎药纳米载药胶束溶液与抗菌药物溶液与胶原溶液混合均匀后，以无生物毒性的双醛多糖作为交联剂，通过双醛多糖的醛基与胶原的氨基之间的席夫碱反应进行交联，最后通过液氮冷冻、冷冻干燥得到双载药胶原基屏障膜。2.根据权利要求1所述的一种有梯度释药功能的双载药胶原基屏障膜的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：(1)载药胶束溶液的制备：将5～50质量份两亲性聚合物单体和1质量份抗炎药物溶于1～5体积份的有机溶剂制备油相，在0～40℃下超声1～5min使样品充分溶解；将油相加入20体积份的去离子水中，以500～13000rpm的转速高速匀质2～10min获得乳液，将乳液在30～60℃下进行旋转蒸发，直至溶液挥发完全，加入5～20体积份的去离子水复溶，采用0.22～0.80μm的微孔滤膜过滤器对所得溶液进行过滤，最后冷冻干燥获得载抗炎药纳米胶束；将所得的载抗炎药纳米胶束粉末溶于去离子水中得到质量浓度为0.01％～2％的载抗炎药胶束溶液备用；(2)胶原基屏障膜的制备：将胶原溶于0.1～1M的醋酸溶液中得到质量分数为0.1％～2％的胶原溶液，将抗菌药物溶于去离子水中得到质量浓度为0.01％～2％的抗菌药物溶液；将抗菌药物溶液加入胶原溶液中，使抗菌药物的最终质量浓度为0.005％～1％，将载抗炎药胶束溶液加入胶原溶液中，使载抗炎药胶束溶液的最终质量浓度为0.005％～1％，冰浴下搅拌2～24h使其混合均匀；使用0.25～3M的氢氧化钠溶液调节载药胶原溶液pH至5～8；将醛基含量为0.5～5mmol/g的双醛多糖溶于去离子水中，得到质量浓度为0.05％～1％的双醛多糖溶液；在冰浴下将1体积份双醛多糖溶液缓慢加入到10～50体积份的胶原溶液中，然后将混合溶液倒入模具中，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德富，杨蝶，赵蕾，罗琪，潘一恺，葛黎明，徐志朗，穆畅道，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：