一種靜電紡絲纖維可載藥牙周組織再生材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)用材料領(lǐng)域，具體涉及一種抗感染醫(yī)用可載藥物的牙周組織再生材料以及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自1984年Rokkane首先將PGA (聚羥基乙酸)用于骨科臨床以后，生物降解可吸收材料的實(shí)驗(yàn)及臨床研究得到迅猛發(fā)展，并取得一定的成果。目前在創(chuàng)傷骨科中這類材料得到迅速發(fā)展。牙周組織處于口腔的潮濕微環(huán)境中，齦溝液的不斷滲出，牙周組織中大量的致病菌。這些因素導(dǎo)致牙周炎的治療與創(chuàng)傷骨的治療有顯著的不同，因此，用于牙周手術(shù)的人工替代材料比創(chuàng)傷骨的材料要求要高。
[0003]在牙周手術(shù)中常用的人工替代材料有骨粉及GTR (引導(dǎo)組織再生)膜。本發(fā)明制備聚乳酸/海藻酸鹽/納米銀纖維膜，意在滿足牙周手術(shù)的臨床需求，提高手術(shù)成功率，改善功能恢復(fù)，降低復(fù)發(fā)率。
[0004]本發(fā)明針對(duì)牙周病的特點(diǎn)有別于傳統(tǒng)的骨科材料，選擇了合適的藥物載體支架聚乳酸，并采用噴涂的方法對(duì)聚乳酸表面添加海藻酸鹽粒子，改善材料的細(xì)胞相容性及親水性。另外，海藻酸鹽有明顯的成骨作用，這對(duì)于傷口的愈合將起到一定的輔助作用。針對(duì)牙周病易復(fù)發(fā)并且需要長(zhǎng)期維持療效的特點(diǎn)，我們可以選擇長(zhǎng)期緩慢釋放并且不易產(chǎn)生耐藥性的納米銀進(jìn)行抑菌，或通過(guò)纖維負(fù)載抗生素類藥物，以期達(dá)到降低牙周病復(fù)發(fā)率的作用。
[0005]創(chuàng)傷骨材料中組要的功能是促進(jìn)骨愈合。在牙周病中，對(duì)于材料的要求更高，牙周組織骨缺損一旦形成，將難以恢復(fù)到原來(lái)高度，因此，往往需要添加各種生長(zhǎng)因子等誘導(dǎo)材料。本研究選用海藻酸鹽可溶解于稀乙酸水溶液，聚乳酸為脂溶性，本實(shí)驗(yàn)采用乳液電紡，將兩種液體混合。水溶性藥物可加載于海藻酸鹽溶液里，脂溶性藥物可加載于聚乳酸材料里進(jìn)行電紡，納米級(jí)顆?？芍苯尤缂{米銀一樣噴灑到材料表面。脂溶性、水溶性、及納米顆粒均可結(jié)合到支架材料上。因此，本發(fā)明對(duì)于這類材料今后添加多種藥物進(jìn)行修飾或功能改善有很大的意義，擁有廣闊的發(fā)展前景。
[0006]牙周手術(shù)后組織愈合往往是形成上皮再生愈合，這將提高牙周病的復(fù)發(fā)率。因此，牙周替代材料比創(chuàng)骨材料的要求要更高，必須具備一定機(jī)械性能阻擋上皮細(xì)胞長(zhǎng)入缺損組織。GTR膜的作用可以將上皮組織阻擋在外，并且允許牙周膜或者成骨源性細(xì)胞優(yōu)先占領(lǐng)修復(fù)區(qū)域，以對(duì)缺損區(qū)域進(jìn)行修復(fù)。本發(fā)明采用多種方法獲得的具有納米結(jié)構(gòu)特征的共混復(fù)合纖維層為雙組份結(jié)構(gòu)，不利于細(xì)胞粘附的聚乳酸與牙齦組織直接接觸；利于細(xì)胞增殖的海藻酸鹽與骨組織接觸，利于成骨。另外，我們采用海藻酸鹽對(duì)材料進(jìn)行改性，材料彈性變低，容易保持手術(shù)后空間，足以維持組織修復(fù)的空間，降解速度則通過(guò)改變使用聚乳酸的分子量和調(diào)節(jié)海藻酸鈉的用量獲得適當(dāng)?shù)呐浔葋?lái)滿足實(shí)際使用的要求。
[0007]在眾多的3D支架中，靜電紡絲一直是一個(gè)研究的熱點(diǎn)。靜電紡絲比其他的3D支架擁有一下優(yōu)勢(shì):1、高孔隙率；2、大比表面積；3、靜電紡絲纖維的結(jié)構(gòu)與細(xì)胞外基質(zhì)具有很好的相似性。細(xì)胞外基質(zhì)提供細(xì)胞生長(zhǎng)的基本條件比如增殖、迀移、新陳代謝等。本實(shí)驗(yàn)在采用這種技術(shù)制備材料的同時(shí)，也在技術(shù)上進(jìn)行改進(jìn)，選用多種成型技術(shù)制備一定的復(fù)合纖維結(jié)構(gòu)從而有效地克服單純靜電紡絲成型所得纖維氈不均勻的不足。
[0008]本發(fā)明是在充分考慮牙周病的致病機(jī)制、治療及預(yù)后等特點(diǎn)的基礎(chǔ)上提出的。材料的結(jié)構(gòu)及成分利于牙周組織術(shù)后恢復(fù)、功能恢復(fù)及降低復(fù)發(fā)率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種一種靜電紡絲纖維可載藥牙周組織再生材料，它是一種新型醫(yī)用可載藥物的牙周組織再生材料，其結(jié)構(gòu)特征與牙周膜纖維相似，材料成分利于骨組織形成，可用于牙周手術(shù)后促進(jìn)組織再生，提高手術(shù)療效。
[0010]本發(fā)明所述的靜電紡絲纖維可載藥牙周組織再生材料，是由以下組分制成的靜電紡絲纖維材料:聚乳酸，占99?50%重量百分比，作為主體支架材料；以及海藻酸鈣，占I?50%重量百分比，作為調(diào)節(jié)材料降解速率及改善聚乳酸降解速率的調(diào)節(jié)材料；所述聚乳酸重均分子量為IX 104-9X 107g/mol，所述海藻酸鈉的分子量為I X 104_9 X 106g/mol。
[0011]根據(jù)本發(fā)明所述的靜電紡絲纖維可載藥牙周組織再生材料的進(jìn)一步特征，所述聚乳酸與海藻酸鈣形成復(fù)合纖維結(jié)構(gòu)，選自以下之一:海島、皮芯、偏心或者并列復(fù)合結(jié)構(gòu)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明所述的靜電紡絲纖維可載藥牙周組織再生材料的進(jìn)一步特征，所述聚乳酸與海藻酸鈣形成纖維與微球復(fù)合結(jié)構(gòu)；所述纖維或顆粒的直徑為0.05ym~3.0Oym0
[0013]根據(jù)本發(fā)明所述的靜電紡絲纖維可載藥牙周組織再生材料的進(jìn)一步特征，所述聚乳酸和海藻酸鹽是分別配制成獨(dú)立的溶液體系單獨(dú)制備成型的，其中海藻酸鈣為纖維狀或膜狀或顆粒狀，聚乳酸為復(fù)合層狀結(jié)構(gòu)、互穿結(jié)構(gòu)或包覆結(jié)構(gòu)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明所述的靜電紡絲纖維可載藥牙周組織再生材料的進(jìn)一步特征，所述聚乳酸是通過(guò)以下方法之一來(lái)配制的:靜電紡絲法、膜裂法、熔噴復(fù)合紡絲法、離心紡絲法、離心靜電紡絲發(fā)、冷凍干燥法、液致分相法、閃蒸法。
[0015]根據(jù)本發(fā)明所述的靜電紡絲纖維可載藥牙周組織再生材料的進(jìn)一步特征，所述海藻酸鹽是通過(guò)以下方法之一來(lái)配制的:靜電噴涂和浸漬、靜電浸漬工藝。
[0016]根據(jù)本發(fā)明所述的靜電紡絲纖維可載藥牙周組織再生材料的進(jìn)一步特征，所述聚乳酸和海藻酸鹽是通過(guò)配制成混合乳液一次制備成型的。
[0017]本發(fā)明還提供了所述的靜電紡絲纖維可載藥牙周組織再生材料的制備方法。
[0018]本發(fā)明所述的靜電紡絲纖維可載藥牙周組織再生材料的制備方法，包括以下步驟:
Α.向聚乳酸的溶劑中加入1~10%的表面活性劑、高分子材料，高速攪拌形成乳化體系;
B.加入海藻酸鈉溶液，高速乳化一定時(shí)間后加入聚乳酸，溶解，均化，脫泡；
C.所配制的溶液采用但不限于靜電紡絲、膜裂法、熔噴復(fù)合紡絲方法、離心紡絲、離心靜電紡絲、冷凍干燥、液致分相、閃蒸法等方法制備所述可載藥牙周組織材料；
所述聚乳酸的溶劑是選自:氯仿、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、六氟異丙醇、六環(huán)戊二烯、四氫呋喃的一種或一種以上的組合。
[0019]所述表面活性劑是非離子型表面活性劑，選自:吐溫、司盤。
[0020]所述表面活性劑是離子型表面活性劑，選自:十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉。所述高分子材料是選自:聚乙稀醇、聚乙稀卩比略燒酮、CMC、聚丙稀酸。
[0021]該乳液體系中，按照海藻酸鹽與聚乳酸質(zhì)量比例分別為1~50:100~50的比例制取相應(yīng)的膜材料。
[0022]優(yōu)選地，本發(fā)明所述的靜電紡絲纖維可載藥牙周組織再生材料的制備方法包括以下步驟:
A.聚乳酸溶液的制備:將聚乳酸溶解于溶劑中，配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5~40%的溶液，脫泡后備用；所述聚乳酸的溶劑是選自:氯仿、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、六氟異丙醇、六環(huán)戊二烯、四氫呋喃的一種或一種以上的組合
B.海藻酸鈉溶液的制備:將海藻酸鈉溶解蒸餾水或者氫氧化鈉/尿素/硫脲的混合溶劑中，配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4~15%的溶液中，脫泡后備用。
[0023]C.海藻酸鈉/聚乳酸乳液制備:在配制好的聚乳酸溶液中加入0.1-10% (質(zhì)量比)的表面活性劑(一種或兩種及兩種以上)，在500~8000r/min的高速機(jī)械攪拌作用10~120min后，滴加海藻酸鈉溶液，滴加速度為10d/min，當(dāng)所有海藻酸鈉溶液滴加完后于500~8000r/min的機(jī)械攪拌下均質(zhì)30~60min，靜置，脫泡，備用。
[0024]D.在配制好的聚乳酸溶液中加入0.1~10% (質(zhì)量比)的表面活性劑(一種或兩種及兩種以上)，在500~8000r/min的高速機(jī)械攪拌作用10~120min后，滴加海藻酸鈉溶液，滴加速度為10d/min，當(dāng)所有海藻酸鈉溶液滴加完后于500~8000r/min的機(jī)械攪拌下均質(zhì)30~60min，靜置，脫泡，備用。
[0025]E.將聚乳酸溶液與海藻酸鈉溶液或聚乳酸/海藻酸鈉乳液采用靜電紡絲成型從同一噴