本發(fā)明屬于生物醫(yī)藥材料技術領域，涉及一種蠶絲蛋白種植牙及其制備方法。

背景技術：

種植牙也稱為人類的第三副牙齒，是一種以植入骨組織內的下部結構為基礎來支持、固位上部牙修復體的缺牙修復方式。它包括下部的支持種植體和上部的牙修復體兩部分。采用人工材料(如金屬、陶瓷等)制成種植體(一般類似牙根形態(tài))，經手術方法植入組織內(通常是上下頜)并獲得骨組織牢固的固位支持，通過特殊的裝置和方式連接支持上部的牙修復體。種植牙可以獲得與天然牙功能、結構以及美觀效果十分相似的修復效果，已經成為越來越多缺牙患者的首選修復方式。

鈦及鈦合金目前應用較為廣泛，具有良好的生物相容性，但無生物活性。為了提高鈦合金的生物活性，須在其表面制備羥基磷灰石等生物活性涂層?？敬裳朗且环N在真空條件下，通過高溫將陶瓷粉熔融并結合到經過特殊處理過的金屬表面上而制作成的修復體，從結構上分內冠和釉面瓷層，從質地上分為金屬內冠、和全瓷內冠烤瓷。由于烤瓷牙冠邊緣的不密合，會容易導致牙齦的炎癥，長期發(fā)炎還會導致牙周疾病的發(fā)生。樹脂修復是指因齲齒、楔狀缺損、外傷等造成牙體組織缺損者，使用復合樹脂材料進行修補，以恢復其外形和功能。如今，牙修復粘接技術和復合樹脂材料已能夠達到牢固美觀的臨床使用要求，但在樹脂強度和人體組織兼容性方面仍需進一步提高。

蠶絲是熟蠶結繭時分泌液凝固而成的連續(xù)長纖維，蠶絲蛋白是從蠶絲中提取的天然高分子纖維蛋白，含量約占蠶絲的70％～80％，含有18種氨基酸。蠶絲蛋白本身具有良好的機械性能和理化性質，并且與人體有極好的生物相容性，蠶絲蛋白材料在人體降解之后是氨基酸和多肽，對人體無毒害作用，所以蠶絲蛋白被廣泛應用于生物醫(yī)學研究領域。

技術實現(xiàn)要素：

鑒于以上情況，本發(fā)明的目的在于提供一種蠶絲蛋白種植牙及其制備方法，用于解決現(xiàn)有技術中種植牙強度不夠、和人體組織兼容性較低的問題。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關目的，本發(fā)明提供一種蠶絲蛋白種植牙的制備方法，所述制備方法包括：

制備蠶絲蛋白溶液；

將所述蠶絲蛋白溶液濃縮，并于模具中干燥，脫模后通過切削工藝制成蠶絲蛋白棒材；

將所述蠶絲蛋白棒材切削成種植牙。

優(yōu)選地，所述制備蠶絲蛋白溶液的方法為：

1)將蠶繭置于碳酸鈉溶液中加熱，進行脫膠，形成蠶絲；

2)將所述蠶絲置于超純水中洗滌，重復數(shù)次，進行干燥；

3)將干燥后的所述蠶絲浸沒于溴化鋰溶液中并充分混合，保溫一定時間，得到蠶絲蛋白與溴化鋰的混合溶液；

5)將所述蠶絲蛋白與溴化鋰的混合溶液裝入透析袋中，置于超純水中透析；

5)透析后，將所述透析袋中的溶液進行離心分離，收集上層清液，最終得到所需的蠶絲蛋白溶液。

優(yōu)選地，所述步驟1)中，碳酸鈉溶液的濃度為0～100g/L，蠶繭質量和碳酸鈉溶液體積比為10：(1～100)g/L。

優(yōu)選地，所述步驟1)中，加熱方式為電爐加熱或高壓鍋加熱，加熱溫度為50～120℃，加熱壓強為0.5～1MPa，加熱時間為1s～1000h。

優(yōu)選地，所述步驟2)中，洗滌方式為攪拌洗滌或靜置浸泡，其中，攪拌洗滌的攪拌方式為機械攪拌或磁力攪拌，磁力攪拌速度為1～2000r/min；單次洗滌過程中，蠶絲和水質量比為1：(10～1000)，時間為1s～200h，每次洗滌后取出蠶絲并擠干，洗滌重復次數(shù)為1～50次。

優(yōu)選地，所述步驟2)中，進行干燥的方式為自然風干或加熱通風干燥，其中，加熱通風干燥的加熱溫度為40～100℃，干燥時間為0.1～100h。

優(yōu)選地，所述步驟3)中，溴化鋰溶液濃度為0.01～2g/mL，干燥的蠶絲質量和溴化鋰溶液體積比為(1～100)：100g/mL。

優(yōu)選地，所述步驟3)中，保溫溫度為20～100℃，保溫時間為0.1～100h。

優(yōu)選地，所述步驟4)中，透析袋規(guī)格為10～10000000Da，透析方式為靜置透析或磁力攪拌透析，其中，磁力攪拌透析的攪拌速度為1～2000r/min，透析過程中換水的時間間隔為0.1～100h，每次所換超純水的體積為1mL～1000L。

優(yōu)選地，所述步驟5)中，離心分離的轉速為1～40000r/min，時間為1s～10h，離心時的溫度為-3～10℃。

優(yōu)選地，所述蠶絲蛋白溶液的干燥方式為置于透析袋環(huán)境中干燥或在開放式環(huán)境中干燥固化，其中，所述透析袋規(guī)格為10～10000000Da，干燥環(huán)境為使用聚乙二醇溶液或空氣環(huán)境，干燥固化過程的環(huán)境溫度范圍為10℃～90℃，環(huán)境濕度范圍為20％～100％，干燥固化時間為1 天～200天。

優(yōu)選地，獲得所述蠶絲蛋白溶液后，對所述蠶絲蛋白溶液進行固相增強顆粒的摻雜，濃縮并在所述模具中干燥形成蠶絲蛋白與固相增強顆粒復合材料，其中，摻雜的所述固相增強顆粒為陶瓷粉末、金屬粉末或者聚合物粉末。

優(yōu)選地，所述蠶絲蛋白棒材形狀為圓柱形棒材、方形棒材或三角形棒材，直徑范圍為0.5～50mm，長度范圍為1～500mm。

優(yōu)選地，所述種植牙為含有牙根的種植牙或不含牙根的種植牙，所述含有牙根的種植牙直接塞入患者牙床內部，所述不含牙根的種植牙通過金屬牙釘與患者面部骨骼結合。

優(yōu)選地，制備形成所述種植牙后，在所述種植牙上粘接金屬或陶瓷牙冠。

本發(fā)明還公開一種蠶絲蛋白種植牙，由上述方法制備獲得。

如上所述，本發(fā)明的一種蠶絲蛋白種植牙及其制備方法，具有以下有益效果：

1、蠶絲蛋白是一種人體親和性好、無免疫排斥反應的生物材料，在人體組織具有良好的兼容性，對人體無毒害作用。

2、通過控制蠶絲蛋白溶液制備參數(shù)、干燥固化參數(shù)和對蠶絲蛋白棒材進行后處理，可以控制蠶絲蛋白種植牙的力學性能，獲得與人體骨骼力學參數(shù)、牙齒咬合匹配的優(yōu)良性能種植牙。

3、本發(fā)明提出的蠶絲蛋白種植牙制備方法中不包括任何毒副作用化學試劑，因此，獲得的蠶絲蛋白種植牙中無毒副作用化學試劑殘留，具有良好的環(huán)境和人體適應性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明制備方法的工藝流程圖。

圖2～圖5為本發(fā)明制備蠶絲蛋白種植牙的結構流程圖。

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。

請參閱附圖。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也 可能更為復雜。

實施例一

如圖1所示，本發(fā)明提供一種蠶絲蛋白基膠囊的制備方法，具體制備步驟為：

首先執(zhí)行步驟S1，制備蠶絲蛋白溶液。

制備所述蠶絲蛋白微針的具體方法為：

1)將蠶繭置于碳酸鈉溶液中加熱，進行脫膠，形成蠶絲。

作為示例，所述碳酸鈉溶液的濃度為0～100g/L，加入的蠶繭質量和碳酸鈉溶液體積比為10：(1～100)g/L。加熱方式為電爐加熱或高壓鍋加熱，加熱溫度為50～120℃，加熱時間為1s～1000h。通過調節(jié)脫膠過程的工藝參數(shù)，可以控制蠶絲蛋白的分子量。

2)將所述蠶絲置于超純水中洗滌，重復數(shù)次，進行干燥。

作為示例，本步驟所述洗滌可以是攪拌洗滌或者靜置浸泡。其中，攪拌洗滌可以是機械攪拌或磁力攪拌。若采用磁力攪拌，則磁力攪拌速度為1r/min～2000r/min。單次洗滌過程中，蠶絲和水質量比為1：(10～1000)，時間為1s～200h，每次洗滌后取出蠶絲并擠干，洗滌重復次數(shù)為1～50次。干燥的方式為自然風干或加熱通風干燥，其中，加熱通風干燥的加熱溫度為40～100℃，干燥時間為0.1～100h。

3)將干燥后的所述蠶絲浸沒于溴化鋰溶液中，保溫一定時間，得到蠶絲蛋白與溴化鋰的混合溶液。

作為示例，所述溴化鋰溶液的濃度為0.01～2g/mL，干燥的蠶絲質量和溴化鋰溶液體積為(1～100)：100g/mL，保溫溫度為溫度為20～100℃，保溫時間為0.1～100h。

4)將所述蠶絲蛋白與溴化鋰的混合溶液裝入透析袋中，置于超純水中透析。

作為示例，所述透析袋規(guī)格為10～10000000Da(道爾頓)，透析方式為靜置透析或磁力攪拌透析，其中，磁力攪拌透析的攪拌速度為1～2000r/min，透析過程中換所述超純水的時間間隔為0.1～100h，每次所換超純水的體積為1mL～1000L。

5)透析后，將所述透析袋中的溶液進行離心分離，收集上層清液，最終得到所需的蠶絲蛋白溶液。

作為示例，所述離心分離的轉速為1r/min～40000r/min，時間為1s～10h，離心時的溫度為-3℃～10℃。

然后制備步驟S2，將所述蠶絲蛋白溶液濃縮，并于模具中干燥，脫模后通過切削工藝制成蠶絲蛋白棒材。

所述蠶絲蛋白溶液的干燥方式為置于透析袋環(huán)境中干燥或在開放式環(huán)境中干燥固化，其 中，所述透析袋規(guī)格為10～10000000Da，干燥環(huán)境為使用聚乙二醇溶液或空氣環(huán)境，干燥固化過程的環(huán)境溫度范圍為10℃～90℃，環(huán)境濕度范圍為20％～100％，干燥固化時間為1天～200天。通過調節(jié)溫度和濕度來控制蠶絲蛋白的干燥速度。

在本步驟中，作為可選的方案，獲得所述蠶絲蛋白溶液后，還可以對所述蠶絲蛋白溶液進行固相增強顆粒的摻雜，濃縮并在所述模具中干燥形成蠶絲蛋白與固相增強顆粒復合材料，這樣能進一步調節(jié)蠶絲蛋白種植牙的硬度和其它力學性能。其中，摻雜的所述固相增強顆粒為陶瓷粉末、金屬粉末或者聚合物粉末。

所述蠶絲蛋白棒材形狀為圓柱形棒材、方形棒材或三角形棒材，當然，也可以是其他合適的棒材形狀，在此不限。所述蠶絲蛋白棒材直徑范圍為0.5～50mm，長度范圍為1～500mm。需要說明的是，方形、三角形等棒材的直徑指得是水力直徑。

接著執(zhí)行步驟S3，將所述蠶絲蛋白棒材切削成種植牙。

根據(jù)具體的牙修復臨床要求，將所述蠶絲蛋白棒材切削成種植牙。所述種植牙為含有牙根的種植牙或不含牙根的種植牙，所述含有牙根的種植牙直接塞入患者牙床內部，所述不含牙根的種植牙通過金屬牙釘與患者面部骨骼結合。

作為可選方案，制備形成所述種植牙后，在對蠶絲蛋白種植牙的表面硬度作特殊要求的情況下制備相應的金屬或陶瓷牙冠，并通過粘固劑粘結在所述蠶絲蛋白種植牙上。

實施例二

本實施例制備的是蠶絲蛋白種植牙。

如圖2～圖5所示，1為蠶絲蛋白溶液，2為蠶絲蛋白棒材，3為蠶絲蛋白種植牙，4為包含陶瓷牙冠的蠶絲蛋白種植牙。具體的實施步驟包括：

首先執(zhí)行步驟S1：如圖2所示，制備蠶絲蛋白溶液1。

具體的，在本實施例中，首先，每份10g蠶繭剪碎置于4L濃度為2g/L的碳酸鈉溶液中，用電爐加熱沸騰并磁力攪拌，轉速為200r/min，加熱時間為0.5h。

然后，將每份煮過的蠶絲置于2L超純水中攪拌洗滌捏干，重復6次，再進行干燥，攪拌速度為200r/min，攪拌時間20min，每次所換超純水的體積為2L，干燥方式為25℃、常壓(0.1MPa)下干燥。

接著，將干燥的蠶絲浸沒于濃度為0.98g/mL的溴化鋰溶液中，溴化鋰溶液的體積與干燥后蠶絲的關系為4mL:1g，在60℃保溫4h，得到蠶絲蛋白與溴化鋰的混合溶液。

接著，將蠶絲蛋白與溴化鋰的混合溶液裝入截留分子量為3500Da透析袋中，置于4L超純水中透析，間隔0.5h換一次超純水，每次換水體積4L，透析總共48h。

最后，透析過的蠶絲蛋白溶液在4℃下離心分離，轉速12000r/min，離心時間30min，收集上層清液，最終得到所需的蠶絲蛋白溶液1。

然后執(zhí)行步驟S2，如圖3所示，將所述蠶絲蛋白溶液濃縮，并于模具中干燥，脫模后通過切削工藝制成蠶絲蛋白棒材2。

具體的，本實施例中，將蠶絲蛋白溶液1置于3500Da透析袋中揮發(fā)水分濃縮，獲得重量百分比濃度為30％的蠶絲蛋白溶液；再將濃縮的蠶絲蛋白溶液在模具中干燥，干燥環(huán)境溫度20℃、濕度40％、干燥時間60天，通過切削工藝制成蠶絲蛋白棒材2。

接著執(zhí)行步驟S3，如圖4所示，根據(jù)具體的牙修復臨床要求，將所述蠶絲蛋白棒材切削成種植牙3。

本實施例中，如圖5所示，使用陶瓷等制成牙冠，用粘固劑粘著在蠶絲蛋白種植牙體上，獲得包含陶瓷牙冠的蠶絲蛋白種植牙4。

實施例三

本實施例制備的是二氧化鋯陶瓷粉摻雜蠶絲蛋白種植牙。

具體的實施步驟包括：

首先執(zhí)行步驟S1：制備蠶絲蛋白溶液。

具體的，在本實施例中，首先，每份10g蠶繭剪碎置于4L濃度為2g/L的碳酸鈉溶液中，用電爐加熱沸騰并磁力攪拌，轉速為200r/min，加熱時間為0.5h。

然后，將每份煮過的蠶絲置于2L超純水中攪拌洗滌捏干，重復6次，再進行干燥，攪拌速度為200r/min，攪拌時間20min，每次所換超純水的體積為2L，干燥方式為25℃、常壓(0.1MPa)下干燥。

接著，將干燥的蠶絲浸沒于濃度為0.98g/mL的溴化鋰溶液中，溴化鋰溶液的體積與干燥后蠶絲的關系為4mL:1g，在60℃保溫4h，得到蠶絲蛋白與溴化鋰的混合溶液。

接著，將蠶絲蛋白與溴化鋰的混合溶液裝入截留分子量為3500Da透析袋中，置于4L超純水中透析，間隔0.5h換一次超純水，每次換水體積4L，透析總共48h；

最后，透析過的蠶絲蛋白溶液在4℃下離心分離，轉速12000r/min，離心時間30min，收集上層清液，最終得到所需的蠶絲蛋白溶液。

然后執(zhí)行步驟S2，將所述蠶絲蛋白溶液濃縮，并于模具中干燥，脫模后通過切削工藝制成蠶絲蛋白棒材。

具體的，本實施例中，先在所述蠶絲蛋白溶液中添加二氧化鋯陶瓷粉，蠶絲蛋白溶液和二氧化鋯質量比為1：1，攪拌使其充分混合均勻，獲得二氧化鋯陶瓷粉摻雜蠶絲蛋白溶液；再將 摻有二氧化鋯陶瓷粉的蠶絲蛋白溶液置于3500Da透析袋中揮發(fā)水分濃縮，獲得濃度30％的蠶絲蛋白溶液；再將濃縮的蠶絲蛋白溶液在模具中干燥，干燥環(huán)境溫度20℃、濕度40％、干燥時間60天，通過切削工藝制成二氧化鋯陶瓷粉摻雜的蠶絲蛋白棒材。

接著執(zhí)行步驟S3，根據(jù)具體的牙修復臨床要求，將所述蠶絲蛋白棒材切削成二氧化鋯陶瓷粉摻雜的種植牙。

本實施例中，使用陶瓷等制成牙冠，用粘固劑粘著在蠶絲蛋白種植牙體上，獲得包含陶瓷牙冠的二氧化鋯陶瓷粉摻雜的蠶絲蛋白種植牙。

綜上所述，本發(fā)明提供一種蠶絲蛋白種植牙的制備方法，包括如下步驟：首先制備蠶絲蛋白溶液；然后將所述蠶絲蛋白溶液濃縮，并于模具中干燥，脫模后通過切削工藝制成蠶絲蛋白棒材；最后將所述蠶絲蛋白棒材切削成種植牙，還可以在種植牙表面粘接高硬度牙冠。通過調節(jié)分子量、調節(jié)固化參數(shù)、成型手段以及摻雜固相增強顆粒，可以調節(jié)并控制蠶絲蛋白的力學性能，以滿足不同的臨床需要。該發(fā)明提出的蠶絲蛋白牙種植體對人體無毒負作用，與人體組織具有良好的兼容性，可用以替代傳統(tǒng)金屬、陶瓷和聚合物材料牙種植體。

所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術中的種種缺點而具高度產業(yè)利用價值。

上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發(fā)明的權利要求所涵蓋。