一種鈦牙種植體材料及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及口腔種植材料制備技術(shù)領(lǐng)域中一種鈦牙種植體材料及其制備方法與 應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著口腔種植學(xué)的發(fā)展，牙種植體修復(fù)技術(shù)逐漸成為一種常規(guī)的治療手段，大大 地改善了牙齒修復(fù)效果，提高了患者的生活質(zhì)量。但是，目前種植修復(fù)也存在植入后愈合時(shí) 間較長(zhǎng)，在骨質(zhì)、骨量不良的部位失敗率較高等問題。種植體一組織界面的反應(yīng)是決定牙 種植能否成功的重要因素之一。目前注冊(cè)的牙種植體系統(tǒng)共220余種，都是以商業(yè)高純鈦 (cpTi)及其合金（Ti-6A1_4V)為基材制作而成的。鈦屬于惰性材料，植入體內(nèi)后組織反應(yīng) 表現(xiàn)一定的非特異性和隨機(jī)性，與骨組織界面則主要表現(xiàn)為機(jī)械鎖合方式的物理整合，缺 乏有效的化學(xué)結(jié)合，更為重要的是由于其缺乏生物相容性，植入后會(huì)引起一系列的炎性反 應(yīng)，最終影響治療效果。鈦種植體部分暴露于口腔中，在種植體植入、愈合和行使功能的各 環(huán)節(jié)中，種植體周圍組織均存在著被細(xì)菌感染的危險(xiǎn)。細(xì)菌附著在種植體上會(huì)影響新生骨 的生長(zhǎng)，導(dǎo)致支持骨的喪失，從而降低種植體-骨界面的機(jī)械穩(wěn)定性，成為種植失敗的主要 原因之一，因此控制種植體表面細(xì)菌聚集和粘附，對(duì)于預(yù)防和治療種植體周圍感染具有重 要意義。在種植體植入后的缺血、創(chuàng)傷的應(yīng)激環(huán)境下，促進(jìn)局部細(xì)胞的存活、抗凋亡也是影 響骨整合的重要環(huán)節(jié)之一。此外，種植體周圍新生血管形成也是種植體-骨界面整合的關(guān) 鍵環(huán)節(jié)，其作用貫穿于整個(gè)種植修復(fù)過程，影響成骨細(xì)胞的粘附、增殖、分化和功能發(fā)揮，對(duì) 骨再生與骨融合的方式及效果起決定作用。通過種植體表面改性，賦予其良好的生物相容 性、抗菌、抗凋亡、促血管生成活性，形成種植體-骨界面的化學(xué)整合是解決上述問題的重 要途徑。因此，研發(fā)新的功能性口腔種植材料對(duì)于提高牙種植體種植的成功率是非常關(guān)鍵 的因素之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何提高牙種植體種植的成功率。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明首先提供了一種牙種植體（口腔種植體）材料。
[0005] 本發(fā)明所提供的牙種植體材料含有基體、陽離子聚合物層、復(fù)合層M和復(fù)合層N ; 所述復(fù)合層M為陰離子多糖層-氯化殼聚糖-多肽A偶聯(lián)物層復(fù)合層，所述陰離子多糖 層-氯化殼聚糖-多肽A偶聯(lián)物層復(fù)合層由陰離子多糖層和氯化殼聚糖-多肽A偶聯(lián)物層 組成，所述氯化殼聚糖-多肽A偶聯(lián)物層位于所述陰離子多糖層的表面；所述復(fù)合層N為陰 離子多糖層-抗菌肽層復(fù)合層，所述陰離子多糖層-抗菌肽層復(fù)合層由所述陰離子多糖層 和抗菌肽層組成，所述抗菌肽層位于所述陰離子多糖層的表面；
[0006] 所述陽離子聚合物層由陽離子聚合物制成；所述陰離子多糖層由陰離子多糖制 成；所述氯化殼聚糖-多肽A偶聯(lián)物層由氯化殼聚糖-多肽A偶聯(lián)物制成；所述抗菌肽層由 抗菌肽制成。
[0007] 上述牙種植體材料中，所述陽離子聚合物層位于所述基體的表面。
[0008] 上述牙種植體材料中，所述基體可為純鈦或鈦合金，具體可為純鈦。
[0009] 上述牙種植體材料中，所述陽離子聚合物可為聚-L-賴氨酸。
[0010] 上述牙種植體材料中，所述陰離子多糖可為硫酸軟骨素、透明質(zhì)酸、肝素和果膠中 至少一種，具體可為硫酸軟骨素。
[0011] 上述牙種植體材料中，所述氯化殼聚糖-多肽A偶聯(lián)物是以N-羥基琥珀酰亞胺和 碳二亞胺為偶聯(lián)劑將氯化殼聚糖和多肽A偶聯(lián)得到的偶聯(lián)物，所述多肽A是具有抗凋亡和 促進(jìn)血管生成活性的多肽。
[0012] 上述牙種植體材料中，所述氯化殼聚糖和所述多肽A偶聯(lián)反應(yīng)中，所述氯化殼 聚糖、所述多肽A、N-羥基琥珀酰亞胺和碳二亞胺的質(zhì)量比可為（100-1000) :(10-500): (1-10) : (5-100)，具體可為（500 :231. 5 :5. 5 :50)，（500 :115. 5 :5. 5 :50)或（500 :46· 3 : 5. 5 :24);所述偶聯(lián)反應(yīng)還包括純化的步驟，可為將反應(yīng)液裝入截留分子量多8000的透析 袋中置于去離子水中透析48-96h，每6h換一次水，具體可為將反應(yīng)液裝入截留分子量為 8000的透析袋中置于去離子水中透析48h，每6h換一次水。
[0013] 上述牙種植體材料中，所述多肽A的氨基酸序列為SEQ ID No. 1 ;所述抗菌肽的氨 基酸序列為SEQ ID No. 2。
[0014] 上述牙種植體材料中，所述牙種植體材料為下述1)-4)中任一種：
[0015] 1)所述牙種植體材料由所述基體、涂覆于所述基體表面的1層所述陽離子聚合物 層、涂覆于1層所述陽離子聚合物層表面的1層所述復(fù)合層M和涂覆于1層所述復(fù)合層M 表面的1層所述復(fù)合層N組成；
[0016] 2)所述牙種植體材料由所述基體、包覆在所述基體表面的1層所述陽離子聚合物 層、18-34層（如18、26或34層）所述復(fù)合層M和4-8層（如4、6或8層）所述復(fù)合層N 組成；
[0017] 3)所述牙種植體材料由所述基體、包覆在所述基體表面的1層所述陽離子聚合物 層、18層所述復(fù)合層M和4層所述復(fù)合層N組成；
[0018] 4)所述牙種植體材料由所述基體、涂覆于所述基體表面的1層所述陽離子聚合物 層、涂覆于1層所述陽離子聚合物層表面的Ml，涂覆于所述Ml表面的Nl，涂覆于所述Nl表 面的M4-1，涂覆于所述M4-1表面的Nl-I，涂覆于所述Nl-I表面的M4-2,涂覆于所述M4-2 表面的N1-2,涂覆于所述N1-2表面的M4-3,涂覆于所述M4-3表面的N1-3,涂覆于所述N1-3 表面的M5組成（實(shí)施例中的牙種植體材料2-B);所述Ml為1層所述復(fù)合層M，所述Nl為 1層所述復(fù)合層N ;所述N1-1、所述N1-2和所述N1-3均為1層所述復(fù)合層N ;所述M4-1、所 述M4-2和所述M4-3均為4層所述復(fù)合層M ;所述M5為5層所述復(fù)合層M。
[0019] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了所述牙種植體材料的制備方法。
[0020] 本發(fā)明所提供的所述牙種植體材料的制備方法，包括在所述基體表面涂覆所述陽 離子聚合物，獲得涂覆有陽離子聚合物的材料；在所述涂覆有陽離子聚合物的材料表面涂 覆所述陰離子多糖，獲得涂覆有第一層陰離子多糖的材料；在所述涂覆有第一層陰離子多 糖的材料表面涂覆所述氯化殼聚糖-多肽A偶聯(lián)物，獲得涂覆有氯化殼聚糖-多肽A偶聯(lián) 物的材料；在所述涂覆有氯化殼聚糖-多肽A偶聯(lián)物的材料表面涂覆所述陰離子多糖，獲得 涂覆有第二層陰離子多糖的材料；在所述涂覆有第二層陰離子多糖的材料表面涂覆所述抗 菌肽，獲得涂覆有抗菌肽的材料，將該涂覆有抗菌肽的材料稱為牙種植體材料1。
[0021] 上述牙種植體材料的制備方法包括對(duì)所述牙種植體材料1重復(fù)操作A和/或B，所 述操作A為在相應(yīng)的牙種植體材料表面涂覆所述陰離子多糖得到所述陰離子多糖層，在所 述陰離子多糖層表面涂覆所述氯化殼聚糖-多肽A偶聯(lián)物，得到所述復(fù)合層M ;
[0022] 所述操作B為在相應(yīng)的牙種植體材料表面涂覆所述陰離子多糖得到所述陰離子 多糖層，在所述陰離子多糖層表面涂覆所述抗菌肽，得到所述復(fù)合層N。
[0023] 上述方法中，所述操作A可重復(fù)1、20、30、40或1-40次，所述操作B可重復(fù)1、3、5、 7或1-20次。
[0024] 上述牙種植體材料的制備方法中，涂覆所述陽離子聚合物在陽離子聚合物溶液中 進(jìn)行，所述陽離子聚合物溶液由溶質(zhì)和溶劑組成，所述溶質(zhì)為所述陽離子聚合物，所述溶劑 為水，所述陽離子聚合物在所述陽離子聚合物溶液中的濃度可為I. 0-5. Omg/mL，具體可為 2. Omg/mL ;所述陽離子聚合物溶液的pH值可為6-7,具體可為7 ;
[0025] 涂覆所述陰離子多糖在陰離子多糖溶液中進(jìn)行，所述陰離子多糖溶液由溶質(zhì)和溶 劑組成，所述溶質(zhì)為所述陰離子多糖，所述溶劑為水，所述陰離子多糖在所述陰離子多糖溶 液中的濃度可為〇. l_5mg/mL，具體可為2. Omg/mL ;所述陰離子多糖溶液的pH值可為6-7， 具體可為6 ;
[0026] 涂覆所述氯化殼聚糖-多肽A偶聯(lián)物在氯化殼聚糖-多肽A偶聯(lián)物溶液中進(jìn)行， 所述氯化殼聚糖-多肽A偶聯(lián)物溶液由溶質(zhì)和溶劑組成，所述溶質(zhì)為所述氯化殼聚糖-多 肽A偶聯(lián)物，所述溶劑為水，所述氯化殼聚糖-多肽A偶聯(lián)物在所述氯化殼聚糖-多肽A偶 聯(lián)物溶液中的濃度可為1-lOmg/mL，具體可為2mg/mL ;所述氯化殼聚糖-多肽A偶聯(lián)物溶液 的pH值可為6-7，具體可為6 ;
[0027] 涂覆所述抗菌肽在抗菌肽溶液中進(jìn)行，所述抗菌肽溶液由溶質(zhì)和溶劑組成，所述 溶質(zhì)為所述抗菌肽，所述溶劑為水，所述抗菌肽在所述抗菌肽溶液中的濃度可為〇. l_2mg/ mL，具體可為0. 5或2mg/mL ;所述抗菌肽溶液的pH值可為6-7,具體可為7。
[0028] 上述方法中，所述陽離子聚合物溶液具體可為聚-L-賴氨酸鹽酸鹽溶液，所述 聚-L-賴氨酸鹽酸鹽溶液由溶質(zhì)和溶劑組成，所述溶質(zhì)為聚-L-賴氨酸鹽酸鹽，所述溶劑為 水，聚-L-賴氨酸鹽酸鹽在所述聚-L-賴氨酸鹽酸鹽溶液中的濃度具體可為2. Omg/mL ;所 述聚-L-賴氨酸鹽酸鹽溶液的pH值具體可為7。
[0029] 上述方法中，所述陰離子多糖溶液具體可為硫酸軟骨素硫酸鈉鹽溶液，所述硫酸 軟骨素硫酸鈉鹽溶液由溶質(zhì)和溶劑組成，所述溶質(zhì)為硫酸軟骨素硫酸鈉鹽，所述溶劑為水， 硫酸軟骨素硫酸鈉鹽在所述硫酸軟骨素硫酸鈉鹽溶液中的的濃度具體可為2. Omg/mL ;所 述硫酸軟骨素硫酸鈉鹽溶液的PH值具體可為6。
[0030] 上述牙種植體材料的制備方法包括將所述基體在酸或堿溶液中25-60°C下浸泡 0. 5-12h，然后用去離子水沖洗3-5次，60°C真空干燥，獲得處理后的基體；所述酸溶液可為 濃度為〇. 1-1. 4M的H3PO4溶液，具體可為濃度為I. 4M的H 3P04溶液；所述堿溶液可為濃度 為1-7M的NaOH溶液，具體可為濃度為5M的NaOH溶液；所述浸泡溫度具體可為60°C ;所 述浸泡時(shí)間具體可為4、6和12h ;所述去離子水沖洗次數(shù)具體可為3次；將所述處理后的 基體置于所述陽離子聚合物溶液中浸泡30-90min，具體可為浸泡30min，獲得所述涂覆有 陽離子聚合物的材料；將所述涂覆有陽離子聚合物的材料置于所述陰離子多糖溶液中浸泡 5-30min，具體可為浸泡15min，獲得所述涂覆有第一層陰離子多糖的材料；將所述涂覆有 第一層陰離子多糖的材料置于所述氯化殼聚糖-多肽A偶聯(lián)物溶液中浸泡5-30min，具體 可為浸泡15min，獲得所述涂覆有氯化殼聚糖-多肽A偶聯(lián)物層的材料；將所述涂覆有氯化 殼聚糖-多肽A偶聯(lián)物層的材料置于所述陰離子多糖溶液中浸泡5-30min，具體可為浸泡 15min，獲得所述涂覆有第二層陰離子多糖的材料；將所述涂覆有第二層陰離子多糖的材料 置于所述抗菌肽溶液中浸泡5-30min，具體可為浸泡15min，獲得所述牙種植體材料1。
[0031 ] 上文中，所述氯化殼聚糖的脫乙酰度為95 %，分子量為20萬，所述聚-L-賴氨酸的 分子量（基于粘度測(cè)定）大于3萬。
[0032] 本發(fā)明所提供的上述牙種植體材料，或，上述牙種植體材料的制備方法在制備口 腔種植體中的應(yīng)用也屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0033] 實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明的牙種植體材料具有良好的生物相容性、抗菌、抗凋亡和促血管 生成活性，能夠支持多種細(xì)胞（如成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞）的粘附、存活（抗凋亡）、生長(zhǎng)與分 化，促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的存活（抗凋亡）、增殖、迀移和形成毛細(xì)管樣的管腔結(jié)構(gòu)，同時(shí)抑制 牙周常見致病菌的粘附和存活，具有持久、高效的殺菌、抗感染能力，能夠加速種植體周圍 骨創(chuàng)的愈合和實(shí)現(xiàn)種植體-骨界面的化學(xué)結(jié)合，提高了口腔種植的成功率，縮短了治療時(shí) 間。經(jīng)過12h厭氧培養(yǎng)后，與牙種植體材料2-BCK相比，牙種植體材料2-B對(duì)牙齦卟啉單胞 菌P. g的抗菌率達(dá)到92. 26%，說明牙種植體材料2-B對(duì)種植體周圍炎的敏感菌有較好的抑 制作用。相對(duì)于牙種植體材料純鈦，Actin免疫熒光染色表明牙種植體材料2-B (改性組） 表面的細(xì)胞黏附更多，細(xì)胞骨架蛋白表達(dá)更多，更利于細(xì)胞的黏附和伸展。相對(duì)于牙種植體 材料純鈦，牙種植體材料2-B (改性組）表面細(xì)胞增殖情況明顯優(yōu)于純鈦組，在成骨細(xì)胞接 種的第7天，改性組的表面細(xì)胞增殖率是對(duì)照組的1. 2倍，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P〈0. 05)，說 明具有更強(qiáng)的增殖活性。本發(fā)明的牙種植體材料的制備方法簡(jiǎn)單，在口腔種植領(lǐng)域具有良 好的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0034] 圖1為牙種植體材料2-B的Actin免疫熒光染色實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
[0035] 圖2為牙種植體材料2-B表面成骨細(xì)胞增殖結(jié)果。其中，Ti/chi代表牙種植體材 料2-B (改性組）；CpTi代表純鈦組。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述，給出的實(shí)施例僅為了闡 明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的范圍。
[0037] 下述實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn)方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。