一种引导牙周组织再生的跨尺度仿生复合修复体的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种引导牙周组织再生的跨尺度仿生复合修复体的制备方法及其应用，首先将聚合物溶液和纳米增强体溶液共混制备共混溶胶，通过组装构筑具有仿生结构的复合薄膜；然后在薄膜一侧沉积聚乙二醇/聚合物混合层，干燥后进行充分的化学修饰；用热水除去聚乙二醇以获得粗糙表面，在此粗糙表面上喷涂惰性聚合物溶液，经过矿化处理后得到异质仿生结构材料。该材料一侧为矿物作为支架结构，有利于诱导成骨，另一层为聚乳酸作为隔膜结构，能够防止牙龈上皮细胞和牙龈结缔组织细胞的根方迁移，有选择性的使一些细胞群体进入伤口空间并在牙根表面重建牙周附着，是引导牙周组织再生的理想材料。的理想材料。的理想材料。

【技术实现步骤摘要】
一种引导牙周组织再生的跨尺度仿生复合修复体的制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于诱导牙周组织再生材料领域，具体涉及一种引导牙周组织再生的跨尺度仿生复合修复体的制备方法及其应用。本专利技术构筑具有异质结构的薄膜，其中一侧发挥隔膜材料作用，另一侧发挥支架材料作用；调控矿物在支架层(即可诱导矿化的聚合物一侧)上沉积生长，通过聚电解质等控制陶瓷基元的成核生长，控制材料的纳米尺度结构，从而实现跨尺度仿生复合修复体的制备并实现其力学与生物学功能。

技术介绍

[0002]牙周炎是最常见的一种牙周疾病，它会造成牙龈软组织的炎症，牙槽骨的破坏和吸收，最终导致牙齿的松动、脱落。常规牙周治疗可以延缓或终止病程，但无法恢复牙周组织原有的结构和功能(参考《中国实用口腔科杂志》期刊2008年第一卷第399页文章)。牙周治疗的最终目的是使丧失的牙周组织再生，让牙周膜功能性地重新附着到新形成的牙骨质和牙槽骨上(参考《先进医疗材料》期刊2018年第七卷1800457号文章)。为使牙周组织再生，形成新的牙周附着，需进行牙周组织再生术。按临床治疗方案区分，目前已发展了多种牙周组织再生方法(参考《聚合物》期刊2016年第八卷第115页文章、《口腔疾病》期刊2018年第二十四卷第696页文章、《骨研究》期刊2016年第四卷第16036文章)；而从材料学角度区分，牙周组织再生涉及的材料可分为三大类，即隔膜材料(如胶原蛋白膜、聚四氟乙烯膜等)，支架材料(如骨替代材料、骨粉、水凝胶等)，及种子细胞与生长因子。
[0003]形成牙周新附着是牙周再生成功与否的标志之一。牙周手术后，细胞在暴露的牙根表面的增殖情况决定了修复后牙根与牙根外组织之间的附着情况。在常规治疗后，由于牙龈上皮细胞迁移到牙根面的速度要高于间充质细胞，牙根表面常与不具有附着力的牙龈上皮细胞接触，造成结合上皮难以形成，从而阻止牙根表面形成新的牙周附着。此外，牙龈结缔组织细胞也可以填充与裸露牙根表面相邻的空间，形成结缔组织附着，这可能导致牙根吸收(参考《北美牙科临床》期刊2010年第五十四卷第73页文章)。因此在牙周组织再生中，需要防止牙龈上皮细胞和牙龈结缔组织细胞的根方迁移，有选择性的使一些细胞群体进入伤口空间并在牙根表面重建牙周附着。隔膜材料正是一种能够实现此功能的生物活性膜材料。作为根面重建空间物理屏障，理想的隔膜材料需要满足一些基本要求，即良好的生物相容性、无免疫原性、适宜的强度、良好的稳定性、适宜的降解能力。隔膜材料分为不可降解和可生物降解两种。因其力学支撑性能不足且通常不具有骨诱导能力，隔膜材料通常不单独作为牙周组织再生材料，而是与支架材料配合使用，并在临床上取得了较好疗效(参考《临床牙周病学杂志》期刊2010年第三十七卷第200页和第534文章)。理想的支架材料需要有适宜的孔隙结构和连通性、一定的机械性能、亲水性和表面粗糙度、良好的生物安全、生物相容性和可吸收降解性、可控的担载活性分子和载药能力(参考《应用科学》期刊2019年第九卷第1046页文章)。支架材料按其类型可分为有机支架、无机支架和复合支架。
[0004]目前牙周组织再生术从简单材料修复向复杂组织工程修复发展的趋势已越来越
明显，牙周组织工程的优势也越来越显著，但这也对牙周组织再生材料提出了新的要求，即需要全面考虑组织工程各要素的作用，使修复材料满足易获得、生物相容性高、抗菌、可控降解、药物及生长因子可控释放、病人痛苦少等多重优点。可以预见，用于隔膜和支架的新化合物、新种子细胞、新生长因子的出现速度不会太快，而且即使出现，也难以单独发挥理想的修复作用。因此如何通过改变材料的组合方式以及材料自纳米到宏观尺度的多级结构，将是实现理想的牙周组织再生效果的关键步骤。实际上牙周本身就为材料的组合方式及多级结构构建方式提供了最好的模型。
[0005]综上，通过对牙周组织结构的模拟，基于仿生矿化技术的最新发展，利用无机矿物、天然高分子等原料构建具有仿生跨尺度微纳结构的材料，在材料中负载自体牙槽骨细胞和自体生长因子，形成具有完整组织工程功能的复合修复体，使牙周治疗不仅能够减缓和终止牙周组织的继续破坏，更能重建新的牙周组织，解决天然牙因牙周破坏而丧失的难题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种引导牙周组织再生的跨尺度仿生复合修复体的制备方法及其应用，即通过组装双层异质薄膜控制微观结构再通过矿化生长调控纳米尺度结构，这种跨尺度仿生复合修复体具有优异的力学性能同时具有良好的生物相容性，能够诱导牙周组织的再生。本方法操作简便。
[0007]本专利技术引导牙周组织再生的跨尺度仿生复合修复体的制备方法，首先将聚合物溶液和纳米增强体溶液共混制备共混溶胶，通过自蒸发等组装方法构筑具有仿生结构的复合薄膜；然后在薄膜一侧沉积聚乙二醇/惰性聚合物混合层，干燥后进行充分的化学修饰；用热水除去聚乙二醇以获得粗糙表面，在此粗糙表面上喷涂聚乳酸溶液，经过矿化等步骤后得到异质仿生结构材料。具体包括如下步骤：
[0008]步骤1：配制可诱导矿化的聚合物溶液和纳米增强体溶液，按照一定比例共混制备共混溶胶，共混溶胶中纳米增强体的质量浓度为10
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50wt％(比如10wt％、20wt％、30wt％、40wt％、50wt％)，共混溶胶中聚合物的浓度为2
‑
40wt％(比如2wt％、4wt％、6wt％、8wt％、10wt％、20wt％、30wt％、40wt％)，超声、抽真空数次以除去气泡；
[0009]步骤2：将步骤1获得的共混溶胶通过特定的组装方法构筑具有仿生结构的复合薄膜，并进行初步的化学修饰；
[0010]步骤3：在适当条件下通过特定组装方法在步骤2获得的复合薄膜的一侧沉积聚乙二醇/聚合物混合层，干燥后进行充分的化学修饰，然后用热水去除聚乙二醇，使得沉积聚乙二醇/聚合物混合层的一侧粗糙化，随后在该粗糙表面喷涂惰性聚合物溶液；粗糙表面的控制是为了整体不会脱层。
[0011]步骤4：将步骤3获得的薄膜置于矿化前驱体溶液中矿化，最终得到跨尺度仿生复合修复体。在步骤4中，惰性聚合物一侧薄膜无法生长矿物，只有可诱导矿化的聚合物一侧生长了矿物。
[0012]步骤1中，所述可诱导矿化的聚合物选自蚕丝蛋白、海藻酸钠、壳聚糖、明胶或聚苯乙烯磺酸钠。所述聚合物溶液的浓度为0.5
‑
4w/v％。
[0013]步骤1中，所述纳米增强体选自一维纳米纤维(包括几丁质纳米纤维、几丁质纳米
晶、碳纳米管、碳酸钙纳米线等)、二维纳米片(蒙脱土纳米片、氧化石墨烯片、纳米粘土片、纳米云母片等)中的一种或多种。
[0014]步骤2中，所述特定的组装方法包括自蒸发、旋涂或抽滤等方法；所述仿生结构包括但不限于仿珍珠母(仿贝壳)结构、布利冈螺旋结构等。
[0015]步骤3中，通过特定组装方法在步骤2获得的复合薄膜的一侧沉积聚乙二醇/聚合物混合层，是指通过旋涂法(旋涂转速为500
‑
5000rpm/min)或喷涂法(速率为1
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种引导牙周组织再生的跨尺度仿生复合修复体的制备方法，其特征在于：首先将聚合物溶液和纳米增强体溶液共混制备共混溶胶，通过组装构筑具有仿生结构的复合薄膜；然后在薄膜一侧沉积聚乙二醇/聚合物混合层，干燥后进行充分的化学修饰；用热水除去聚乙二醇以获得粗糙表面，在此粗糙表面上喷涂惰性聚合物溶液，经过矿化处理后得到异质仿生结构材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：配制可诱导矿化的聚合物溶液和纳米增强体溶液，按照一定比例共混制备共混溶胶，，超声、抽真空数次以除去气泡；步骤2：将步骤1获得的共混溶胶通过特定的组装方法构筑具有仿生结构的复合薄膜，并进行初步的化学修饰；步骤3：通过特定组装方法在步骤2获得的复合薄膜的一侧沉积聚乙二醇/聚合物混合层，干燥后进行充分的化学修饰，然后用热水去除聚乙二醇，使得沉积聚乙二醇/聚合物混合层的一侧粗糙化，随后在该粗糙表面喷涂惰性聚合物溶液；粗糙表面的控制是为了整体不会脱层。步骤4：将步骤3获得的薄膜置于矿化前驱体溶液中矿化，最终得到跨尺度仿生复合修复体。在步骤4中，惰性聚合物一侧薄膜无法生长矿物，只有可诱导矿化的聚合物一侧生长了矿物。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述共混溶胶中纳米增强体的质量浓度为10
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50wt％，聚合物的浓度为2
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40wt％。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述可诱导矿化的聚合物选自蚕丝蛋白、海藻酸钠、壳聚糖、明胶或聚苯乙烯磺酸钠。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述纳米增强体选自一维纳米纤维、二维纳米片中的一种或多种；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洋，杨邓程，周咏，
申请(专利权)人：安徽医科大学，
类型：发明
国别省市：