本發(fā)明屬于醫(yī)用材料，具體涉及一種具有疏密復合結(jié)構的殼聚糖/納米羥基磷灰石引導骨再生膜及其制備方法。

背景技術：

1、引導骨再生膜的作用是作為屏障膜，阻止來自周圍軟組織的侵入，讓骨面處的成骨細胞有足夠的時間增殖，最終達到組織再生的目的。自引導骨再生膜問世以來，各種種類的引導骨再生膜層出不窮，出現(xiàn)了結(jié)構單層、雙層以及多層的差別，材料出現(xiàn)可吸收以及不可吸收的不同，在生產(chǎn)工藝上也有著靜電紡絲成膜等技術的差異。目前現(xiàn)有引導骨再生膜大多來源于動物膠原，成本較高，且進口產(chǎn)品占市場份額較大，大多數(shù)民眾難以承擔。因此，發(fā)明一種新型的引導骨再生膜以普惠更多的民眾，是亟待解決的一項問題。

2、本發(fā)明為解決現(xiàn)有問題，從原料入手，選擇以廢棄蝦殼蟹殼來源的殼聚糖為主要原料，使引導骨再生膜具有良好生物相容性和生物可降解性，且降低了成本。摻雜磷酸鹽以及鈣鹽有效仿生天然骨組織結(jié)構，憑借殼聚糖豐富的功能基團（氨基），原位誘導實現(xiàn)納米羥基磷灰石的取向結(jié)晶和均勻分散，從而納米力學增強骨礦化能力。采用機械擠壓法制備疏密復合雙層結(jié)構，制備工藝簡便，可實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，有望成為一種新型的引導骨再生膜在牙骨缺損修復中發(fā)揮其獨特的作用。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的在于解決現(xiàn)有引導骨再生膜價格昂貴，骨礦化能力欠缺，治療效果較差等問題，以蝦蟹殼來源的殼聚糖為有機基質(zhì)，以硝酸鈣作為鈣源，磷酸氫二鉀作為磷鹽，采用冷凍干燥技術結(jié)合機械擠壓法，提供一種具有疏密復合結(jié)構的殼聚糖/納米羥基磷灰石引導骨再生膜的制備方法，其制備工藝簡單，成本低廉，納米分散性及骨礦化效果良好。

2、為了達到上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案：

3、利用材料制備的技術與方法，設計一種生物相容性良好，可生物降解和具有疏密復合結(jié)構的殼聚糖/納米羥基磷灰石引導骨再生膜用于牙骨缺損修復。以殼聚糖為有機基質(zhì)，通過冷凍干燥法原位誘導鈣鹽和磷酸鹽在殼聚糖高分子鏈表面均勻礦化結(jié)晶形成納米羥基磷灰石，納米力學增強骨礦化能力。通過簡便的機械擠壓法，使其具備疏密不對稱雙層結(jié)構。這是因為膜的一面接觸光滑的機械面，原有孔隙全部被壓實變?yōu)橹旅軐?，而膜的另一面接觸帶網(wǎng)格的聚四氟乙烯模具，在擠壓過程中保存了大部分的原有孔隙。其致密層主要起屏蔽作用，可以有效阻止生長較快組織細胞進入牙根（骨）缺損區(qū)域，為缺損區(qū)提供足夠的成骨空間；疏松多孔層可以引導牙周膜（或骨）細胞募集并為其提供生長空間，形成有利于組織再生的微環(huán)境。以此制備出具有疏密復合結(jié)構的殼聚糖/納米羥基磷灰石引導骨再生膜。具體包括以下步驟：

4、（1）配置乙酸溶液，將適量殼聚糖溶解于這種弱酸溶液中，水浴攪拌使其混勻，得到殼聚糖乙酸溶液。

5、（2）往上述殼聚糖乙酸溶液中加入硝酸鈣溶液，持續(xù)攪拌至均勻，隨后加入適量磷酸氫二鉀溶液，持續(xù)攪拌一段時間得到引導骨再生膜前驅(qū)液。

6、（3）將引導骨再生膜前驅(qū)液轉(zhuǎn)入冰箱預冷凍，用冷凍干燥機凍干數(shù)小時，之后置入氫氧化鈉的乙醇/去離子水溶液浸泡，在殼聚糖表面原位礦化結(jié)晶實現(xiàn)納米羥基磷灰石均勻分布。

7、（4）用去離子水反復浸洗至中性，轉(zhuǎn)入冰箱中進行預冷凍，再用冷凍干燥機凍干數(shù)小時。

8、（5）凍干結(jié)束后，放在帶網(wǎng)格的聚四氟乙烯模具的網(wǎng)格面上，在一定機械強度下擠壓數(shù)小時，即得到具有疏密復合結(jié)構的殼聚糖/納米羥基磷灰石引導骨再生膜。

9、進一步地，步驟（1）的殼聚糖乙酸溶液中，乙酸的用量為0.5?ml，水的用量為49.5ml，殼聚糖粉末質(zhì)量為1?g。

10、進一步地，步驟（2）中，硝酸鈣溶液的濃度為2mol/l，用量為2ml。磷酸氫二鉀溶液的濃度為1.2mol/l，用量為2ml。

11、進一步地，步驟（3）中，預冷凍的方法為4℃放置1h，-80℃中放置24h。

12、進一步地，步驟（3）的氫氧化鈉的乙醇/去離子水溶液中，氫氧化鈉質(zhì)量為1?g，乙醇用量為125ml，去離子水用量為125ml。浸泡時間為10h。

13、進一步地，步驟（4）中，預冷凍方法為直接轉(zhuǎn)入-80℃中放置。

14、進一步地，步驟（5）中，機械擠壓所使用的強度為0.2mpa至5mpa。

15、進一步地，步驟（5）中，機械擠壓時間為12h至96h。

16、進一步地，步驟（5）中，機械擠壓時，膜的一面接觸光滑的機械面，孔隙被壓實變?yōu)橹旅軐樱さ牧硪幻娼佑|帶網(wǎng)格的聚四氟乙烯模具，在擠壓過程中保存了原有孔隙的同時也使得表面更加疏松。

17、一種如上述方法制備所得的具有疏密復合結(jié)構的殼聚糖/納米羥基磷灰石引導骨再生膜。

18、本發(fā)明的顯著優(yōu)點在于：

19、（1）本發(fā)明憑借殼聚糖豐富的功能基團（氨基），原位誘導實現(xiàn)納米羥基磷灰石的取向結(jié)晶和均勻分散，從而納米力學增強骨礦化能力。

20、（2）本發(fā)明制備的引導骨再生膜具有疏密復合雙層結(jié)構，其致密層可以有效阻止生長較快組織細胞進入牙根（骨）缺損區(qū)域，疏松多孔層可以引導牙周膜（或骨）細胞募集并為其提供生長空間，確保最佳的組織再生效果。

21、（3）本發(fā)明使用機械擠壓法，制備成本低，方法簡單，綠色環(huán)保，可批量大規(guī)模生產(chǎn)。

技術特征：

1.具有疏密復合結(jié)構的殼聚糖/納米羥基磷灰石引導骨再生膜的制備方法，其特征在于：以殼聚糖為有機基質(zhì)，通過冷凍干燥法原位誘導鈣鹽和磷酸鹽在殼聚糖高分子鏈表面均勻礦化結(jié)晶形成納米羥基磷灰石，結(jié)合機械擠壓法制備具有疏密復合結(jié)構的殼聚糖/納米羥基磷灰石引導骨再生膜。

2.根據(jù)權利要求1所述的具有疏密復合結(jié)構的殼聚糖/納米羥基磷灰石引導骨再生膜的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

3.根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟（1）的殼聚糖乙酸溶液中，乙酸的用量為0.5?ml，水的用量為49.5?ml，殼聚糖粉末質(zhì)量為1?g。

4.根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟（2）中，硝酸鈣溶液的濃度為2mol/l，用量為2?ml；磷酸氫二鉀溶液的濃度為1.2?mol/l，用量為2?ml。

5.根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟（3）中，預冷凍的方法為4℃放置1h，-80℃中放置24h。

6.根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟（3）的氫氧化鈉的乙醇/去離子水溶液中，氫氧化鈉質(zhì)量為1?g，乙醇用量為125?ml，去離子水用量為125?ml；浸泡時間為10h。

7.根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟（4）中，預冷凍方法為直接轉(zhuǎn)入-80℃中放置。

8.根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟（5）中，機械擠壓所使用的強度為0.2mpa至5mpa；機械擠壓時間為12h至96h。

9.根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟（5）中，機械擠壓時，膜的一面接觸光滑的機械面，孔隙被壓實變?yōu)橹旅軐?，而膜的另一面接觸帶網(wǎng)格的聚四氟乙烯模具，在擠壓過程中保存了原有孔隙的同時也使得表面更加疏松。

10.根據(jù)權利要求1-9任一項所述的制備方法制得的具有疏密復合結(jié)構的殼聚糖/納米羥基磷灰石引導骨再生膜。

技術總結(jié)
本發(fā)明公開了一種具有疏密復合結(jié)構的殼聚糖/納米羥基磷灰石引導骨再生膜及其制備方法。以殼聚糖為有機基質(zhì)，通過冷凍干燥法原位誘導鈣鹽和磷酸鹽在殼聚糖高分子鏈表面均勻礦化結(jié)晶形成納米羥基磷灰石，結(jié)合機械擠壓法制備具有疏密復合結(jié)構的殼聚糖/納米羥基磷灰石引導骨再生膜。憑借殼聚糖豐富的功能基團（氨基），原位誘導實現(xiàn)納米羥基磷灰石的取向結(jié)晶和均勻分散，從而納米力學增強骨礦化能力。該膜致密層有效阻止生長較快組織細胞進入牙根（骨）缺損區(qū)域，疏松多孔層引導牙周膜（或骨）細胞募集并為其提供生長空間，確保最佳的組織再生效果。本發(fā)明原料來源廣，價格親民，工藝簡潔，綠色環(huán)保，成品更易轉(zhuǎn)化，有望應用于臨床牙骨缺損修復。

技術研發(fā)人員：孫琦森,潘盼盼,王紹申,郭良雨,張鑫宇,陳景帝
受保護的技術使用者：山東大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19