一种可注射水凝胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种可注射水凝胶及其制备方法和应用，其解决了现有技术中双硫仑直接系统注射存在半衰期短和快速降解且不能直接成骨的技术问题，其含有邻苯二酚化的海藻酸钙、双硫仑和水；所述邻苯二酚化的海藻酸钙含有海藻酸钙、邻苯二酚基团及钙离子；所述邻苯二酚基团偶联在海藻酸钙侧链上；所述邻苯二酚化的海藻酸钙的质量百分比含量为0.5～5％；所述双硫仑的质量百分比含量为0.25～2％；余量为水。本发明专利技术可用于制备促进牙槽骨修复和再生材料。发明专利技术可用于制备促进牙槽骨修复和再生材料。发明专利技术可用于制备促进牙槽骨修复和再生材料。

【技术实现步骤摘要】
一种可注射水凝胶及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种医用材料及其制备方法和应用，具体地说，涉及一种可注射水凝胶及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]牙周炎是复杂微生物环境刺激引发异常免疫炎症反应导致牙周软硬组织进行性破坏的一种疾病，除引起失牙外，还是多种慢性病的危险因素。研究发现，GSDMD介导细胞焦亡引发剧烈炎症反应促进破骨细胞生成是牙周炎发生骨缺损的重要环节。前期研究发现GSDMD在牙周炎患者中显著上调，而敲除gsdmd基因显著抑制牙周炎小鼠的骨吸收，提示GSDMD是治疗牙周炎的重要靶点。因此，通过抑制细胞焦亡，从而调控细胞成骨，促进牙周组织和骨组织再生，是一种新型治疗思路。
[0003]传统的引导组织再生术已成为临床上牙槽骨再生的常规方案，但由于间充质干细胞的成骨潜能在口腔炎症条件下受到抑制，临床上缺损牙槽骨的修复和再生受到巨大挑战。双硫仑(DSF)是一种被FDA批准且廉价，近期被证明是靶向GSDMD成孔对抗焦亡的有效抑制剂。然而，由于双硫仑直接系统注射存在半衰期短和快速降解的特点，以及药物本身不具备直接成骨的效能，可能会限制其在牙周炎疾病治疗的应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术就是为了解决现有技术中双硫仑直接系统注射存在半衰期短和快速降解且不能直接成骨的技术问题，提供一种负载双硫仑及钙离子的可注射水凝胶及其制备方法及应用，该可注射水凝胶可有效促进牙槽骨修复和再生。
[0005]为此，本专利技术提供一种可注射水凝胶，其含有邻苯二酚化的海藻酸钙、双硫仑和水；所述邻苯二酚化的海藻酸钙含有海藻酸钙、邻苯二酚基团及钙离子；所述邻苯二酚基团偶联在海藻酸钙侧链上；所述邻苯二酚化的海藻酸钙的质量百分比含量为0.5％～5％；所述双硫仑的质量百分比含量为0.25％～2％；余量为水。
[0006]优选的，所述邻苯二酚化的海藻酸钙的质量百分比含量为2％；所述双硫仑的质量百分比含量为0.5％；余量为水。
[0007]本专利技术还提供一种可注射水凝胶的制备方法，其包括如下步骤：(1)将双硫仑溶于N，N
‑
二甲基甲酰胺溶剂中，获得双硫仑溶液；(2)牛血清白蛋白(BSA)溶于去离子水中，获得BSA水溶液；(3)取所述步骤(1)得到的双硫仑溶液加入到所述步骤(2)得到的BSA水溶液中，混匀，直至溶液呈现均一半透光的悬浊状态，获得DSF@BSA纳米制剂溶液；(4)将海藻酸钠溶解在蒸馏水中，搅拌，得到海藻酸钠溶液；(5)将1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳化二亚胺盐酸盐(EDC)和N
‑
羟基琥珀酰亚胺(NHS)添加到所述步骤(4)得到的海藻酸钠溶液中；(6)将多巴胺盐酸盐与海藻酸钠添加到所述步骤(5)溶液中，得到反应混合物；(7)使用酸化去离子水将所述步骤(6)得到的反应混合物透析，冷冻干燥，得到邻苯二酚化海藻酸钠水凝胶；(8)取纳米碳酸钙粉末和葡萄糖酸内酯，向其中加入所述步骤(7)得到的邻苯二酚化海藻酸钠
水凝胶，混匀；(9)向所述步骤(8)得到的产物中加入所述步骤(3)制得的DSF@BSA纳米制剂溶液，分散均匀，得到负载DSF和钙离子的可注射型水凝胶；所述可注射型水凝胶中，所述邻苯二酚化的海藻酸钙的质量百分比含量为0.5％～5％；所述双硫仑的质量百分比含量为0.25％～2％；余量为水。
[0008]优选的，所述步骤(1)中，双硫仑溶液的质量体积浓度为50～200mg/ml；所述步骤(2)中，BSA水溶液的质量体积浓度为1～20mg/ml。
[0009]优选的，所述步骤(3)中，所述双硫仑溶液与所述牛血清白蛋白水溶液的体积份数比为(0.05～0.5)：(0.5～2.5)。
[0010]优选的所述步骤(4)中，海藻酸钠溶液的质量体积浓度为5～50g/L。
[0011]优选的，所述步骤(5)中，将1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基和N
‑
羟基琥珀酰亚胺以摩尔比1:1添加到所述步骤(4)海藻酸钠溶液中。
[0012]优选的，所述步骤(6)中，将多巴胺盐酸盐与海藻酸钠以摩尔比(1～3):1添加到所述步骤(5)溶液中，所述海藻酸钠摩尔质量以海藻酸钠单体为准。
[0013]优选的，所述步骤(7)中，所述酸化去离子水的pH为5～6。
[0014]优选的，所述步骤(8)中，纳米碳酸钙粉末重量份0.5～7.5份、葡萄糖酸内酯重量份1～15份，邻苯二酚化海藻酸钠水凝胶体积份数为0.2～2份；重量份的单位为mg,体积份的单位为ml。
[0015]本专利技术还提供一种可注射水凝胶在制备促进牙槽骨修复和再生材料中的应用
[0016]本专利技术具有以下有益效果：
[0017](1)本专利技术从抑制细胞焦亡角度设计免疫成骨材料，引入DSF小分子药物调节牙周炎症微环境，Ca
2+
可诱导牙周膜干细胞(hPDLCs)和骨髓间充质干细胞(BMSCs)的OPN和Runx
‑
2等成骨相关基因的表达，促进牙周组织和骨组织的再生。本专利技术实现DSF药物和Ca
2+
有效负载和释放，因此兼具“免疫成骨”和“直接成骨”双重功能，实现了炎症微环境下缺损牙槽骨修复治疗的技术升级；
[0018](2)本专利技术设计的水凝胶具有可注射性和一定的黏膜黏附性，能够较好地适应牙周袋中的空间，从而实现局部给药和药物的局部缓释；
[0019](3)本专利技术使用纳米沉淀法，实现难溶于水的DSF药物的负载，实现了DSF药物的牙周局部缓释递送，防止其在体外快速降解，从而提高疗效。
附图说明
[0020]图1为本专利技术中DSF/CA水凝胶的扫描电镜图像示意图；
[0021]图2A和图2B为水凝胶的核磁氢谱1H
‑
NMR示意图，其中，图2A为海藻酸钠水凝胶核磁氢谱图，图2B为海藻酸钠
‑
邻苯二酚核磁氢谱图；
[0022]图3为本专利技术中DSF/CA水凝胶中的DSF@BSA的水合粒径示意图；
[0023]图4为本专利技术中DSF/CA水凝胶中的DSF@BSA的表面电势示意图；
[0024]图5为本专利技术中DSF/CA水凝胶Ca2+的释放曲线示意图；
[0025]图6为本专利技术实施例4中DSF/CA水凝胶DSF的释放曲线示意图；
[0026]图7为本专利技术中DSF/CA水凝胶成骨效应micro
‑
CT示意图；
[0027]图8为本专利技术中DSF/CA水凝胶免疫组化结果示意图；
[0028]图9为本专利技术中PBS组、DSF溶于BSA组、CA水凝胶组及DSF/CA水凝胶组的BV/TV示意图。其中，骨体积与总体积的比值(BV/TV)(n＝5，mean
±
SD)。PBS＝PBS组、DSF＝DSF溶于BSA组、CA＝CA水凝胶组、D/C＝DSF/CA水凝胶组。**、***和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可注射水凝胶，其特征是，其含有邻苯二酚化的海藻酸钙、双硫仑和水；所述邻苯二酚化的海藻酸钙含有海藻酸钙、邻苯二酚基团及钙离子；所述邻苯二酚基团偶联在海藻酸钙侧链上；所述邻苯二酚化的海藻酸钙的质量百分比含量为0.5％～5％；所述双硫仑的质量百分比含量为0.25％～2％；余量为水。2.根据权利要求1所述的可注射水凝胶，其特征是，所述邻苯二酚化的海藻酸钙的质量百分比含量为2％；所述双硫仑的质量百分比含量为0.5％；余量为水。3.如权利要求1所述的可注射水凝胶的制备方法，其特征是，包括如下步骤：(1)将双硫仑溶于N，N
‑
二甲基甲酰胺溶剂中，获得双硫仑溶液；(2)牛血清白蛋白溶于去离子水中，获得牛血清白蛋白水溶液；(3)取所述步骤(1)得到的双硫仑溶液加入到所述步骤(2)得到的牛血清白蛋白水溶液中，混匀，直至溶液呈现均一半透光的悬浊状态，获得DSF@BSA纳米制剂溶液；(4)将海藻酸钠溶解在蒸馏水中，搅拌，得到海藻酸钠溶液；(5)将1
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乙基
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(3
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二甲基氨基丙基)碳化二亚胺盐酸盐和N
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羟基琥珀酰亚胺添加到所述步骤(4)得到的海藻酸钠溶液中；(6)将多巴胺盐酸盐与海藻酸钠添加到所述步骤(5)溶液中，得到反应混合物；(7)使用酸化去离子水将所述步骤(6)得到的反应混合物透析，冷冻干燥，得到邻苯二酚化海藻酸钠水凝胶；(8)取纳米碳酸钙粉末和葡萄糖酸内酯，向其中加入所述步骤(7)得到的邻苯二酚化海藻酸钠水凝胶，混匀；(9)向所述步骤(8)得到的产物中加入所述步骤(3)制得的DSF@BSA纳米制剂溶液，分散均匀，得到负载DSF和钙离子的可注射型...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓旭亮，李文静，刘欣宇，李永亮，付艺璇，
申请(专利权)人：北京大学口腔医学院，
类型：发明
国别省市：