一种矿化胶原基生物牙根支架材料及其制备方法_2

文档序号:9570927阅读:来源:国知局
,且该高度计入柱状体的总高度;柱状体的下底面为平面或者凸面,若为凸面,凸起高度不高于1_,且该高度计入柱状体的总高度。
[0028]所述支架内部可以具有沿柱状体轴向方向的通孔,或者开口朝柱状体底面的盲孔,盲孔沿柱状体轴向的长度不小于柱状体高度的2/3 ;柱状体内部盲孔或通孔的侧面被垂直于柱状体轴向的平面所截得的形状为圆形或者近似圆形,周长为3.0?6.0mm。
[0029]本发明的第四方面,提供了一种矿化胶原基生物牙根支架的制造方法。该制造方法以本发明第二方面步骤S1-5所得的矿化胶原胶冻为原料,或者以步骤S1-8所得的矿化胶原/医用高分子混合悬液为原料,通过浓度调节、灌模成型、冷冻干燥、切割、交联、洗涤、干燥和后处理等步骤制得。
[0030]当制造纯矿化胶原生物牙根支架时,制造方法主要包括以下步骤:
[0031]步骤S2a_l、检测步骤Sl_5获得的矿化胶原胶冻中固体物质的含量,对胶冻进行稀释或者浓缩,使其中固体物质的含量达到0.72?0.9g/mL ;
[0032]步骤S2a_2、量取一定量步骤S2a_l获得的矿化胶原胶冻填入模具中,进行充分冷冻干燥,获得矿化胶原支架,并进行切割剪裁;
[0033]步骤S2a_3、配制浓度为0.005?0.25wt%的戊二醛的乙醇溶液作为交联剂,将步骤S2a-2获得的矿化胶原支架浸泡于交联剂溶液中24?48小时,进行交联;
[0034]步骤S2a_4、将矿化胶原支架从交联剂溶液中取出,置于层析柱中,以流动的纯水洗涤48?72小时,以除去残留的交联剂;
[0035]步骤S2a_5、将步骤S2a_4获得的矿化胶原支架进行真空干燥或者冷冻干燥;
[0036]步骤S2a_6、对步骤S2a_5获得的矿化胶原支架进行后处理、清洗和灭菌,获得矿化胶原基生物牙根支架,其中,对支架的后处理包括但不限于:加工通孔或者盲孔、加工表面沟槽/纹路/图案、边缘倒角、修剪。
[0037]当制造含有生物可吸收医用高分子的矿化胶原基生物牙根支架时,制造方法主要包括以下步骤:
[0038]步骤S2b_l、检测步骤S1-8所得的矿化胶原/医用高分子混合悬液中固体物质的含量,对混合悬液进行稀释或者浓缩,使其中固体物质的含量达到0.72?0.9g/mL ;
[0039]步骤S2b_2、量取一定量步骤S2b_l获得的矿化胶原/医用高分子混合悬液填入模具中,进行充分冷冻干燥,获得矿化胶原支架,并进行切割剪裁;
[0040]步骤S2b_3、对步骤S2b_2获得的矿化胶原支架进行后处理、清洗和灭菌,获得矿化胶原基生物牙根支架,其中,对支架的后处理包括但不限于:加工通孔或者盲孔、加工表面沟槽/纹路/图案、边缘倒角、修剪。
[0041]本发明的第五方面,提供了矿化胶原基生物牙根支架的组织工程学应用。
[0042]矿化胶原基生物牙根支架用于组织工程学应用,支架与牙源干细胞在体外共同培养,支架、细胞、细胞分泌的细胞外基质和生长因子共同组成矿化胶原基生物牙根组织工程支架。
[0043]实施本发明,可以获得矿化胶原基生物牙根支架材料和生物牙根支架。该支架材料具有与天然牙根的牙本质一致的化学组成和微观结构,支架的外形与天然牙根近似,支架的微米级孔隙结构和宏观内部构造有利于装载细胞、生长因子、药物等,以及供细胞长入。因此,本发明的生物牙根支架具有与天然牙根一致的成分和结构,在牙根再生的应用中有利于生物牙根的构建,具有广阔的临床应用前景。
【附图说明】
[0044]图1为本发明的矿化胶原基生物牙根材料和生物牙根支架制备方法流程图;
[0045]图2为本发明的矿化胶原基生物牙根支架的形状和结构示意图;
[0046]图3为本发明的矿化胶原基生物牙根支架材料与天然牙根牙本质的X射线衍射(XRD)图谱对比图谱;
[0047]图4为本发明的矿化胶原基生物牙根支架材料的傅里叶变换红外(FTIR)图谱;
[0048]图5为本发明的矿化胶原基生物牙根支架的力学性能测试结果;
[0049]图6为本发明的含PCL矿化胶原基生物牙根支架的力学性能测试结果;
[0050]图7为本发明的矿化胶原基生物牙根支架的扫描电子显微镜照片;
[0051]图8为本发明的含PCL矿化胶原基生物牙根支架的扫描电子显微镜照片;
[0052]图9为本发明的矿化胶原基生物牙根支架上培养牙周膜干细胞的细胞增殖曲线;
[0053]图10为本发明的矿化胶原基生物牙根支架上培养牙周膜干细胞的扫描电子显微镜照片.
【具体实施方式】
[0054]为了更好的说明本发明的内容,下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,这些实施例应当被理解为是说明性的,而非对本发明的限制。
[0055]图1为本发明的矿化胶原基生物牙根材料和生物牙根支架制备方法流程图。根据该流程图,本发明的矿化胶原基生物牙根材料和生物牙根支架的制备步骤包括:
[0056]步骤S1、生物牙根材料制备步骤:
[0057]步骤S1-1、将胶原溶于盐酸、硝酸或醋酸中的任何一种,配制成胶原的酸溶液,其中胶原浓度为5.0X10 5?5.0X10 3g/mL ;
[0058]步骤S1-2、持续搅拌步骤Sl-1获得的溶液,缓慢滴加含钙离子的溶液,钙离子的加入量为每克胶原对应加入I丐尚子0.01?0.16mol ;
[0059]步骤S1-3、持续搅拌步骤S1-2获得的溶液,缓慢滴加含磷酸根离子的溶液,磷酸根离子的加入量与步骤S1-2中钙离子加入量的摩尔比为Ca/P = 1/1?2/1 ;
[0060]步骤S1-4、持续搅拌步骤S1-3获得的溶液,缓慢滴加NaOH溶液至混合体系pH =6?8,当PH = 5?6时,混合体系开始出现沉淀,当pH = 7时,混合体系出现白色悬浊液;
[0061]步骤S1-5、将步骤S1-4获得的混合体系静置24?120小时,抽去上清液,用离心的方法洗去杂质离子,离心浓缩得到矿化胶原胶冻;
[0062]步骤S1-6、将步骤S1-5获得的胶冻进行冷冻干燥,研磨后获得矿化胶原粉体。
[0063]当生物牙根材料还含有生物可吸收医用高分子时,材料的制备方法还包括以下步骤:
[0064]步骤S1-7、将生物可吸收医用高分子在40?70°C下配制成质量体积浓度为0.02?0.15g/mL的溶液,溶剂为1,4_ 二氧六环、二氯甲烧、氯仿或二甲基亚砜中的任何一种;
[0065]步骤S1-8、在步骤S1-7所得医用高分子溶液中加入步骤Sl_6所得的矿化胶原粉体,并混合均匀,制得矿化胶原/医用高分子混合悬液体系,其中医用高分子的质量不超过矿化胶原粉体的质量;
[0066]步骤S1-9、将步骤S1-8获得的混合悬液体系置于_20?4°C环境中充分冷冻,然后冷冻干燥24?72小时,再转移至真空干燥箱中真空干燥72?120小时,制得矿化胶原/医用高分子复合材料。
[0067]步骤S2、生物牙根支架制备步骤:
[0068]a、当制造纯矿化胶原生物牙根支架时,制造方法主要包括以下步骤:
[0069]步骤S2a_l、检测步骤Sl_5获得的矿化胶原胶冻中固体物质的含量,对胶冻进行稀释或者浓缩,使其中固体物质的含量达到0.72?0.9g/mL ;
[0070]步骤S2a_2、量取一定量步骤S2a_l获得的矿化胶原胶冻填入模具中,进行充分冷冻干燥,获得矿化胶原支架,并进行切割剪裁;
[0071]步骤S2a_3、配制浓度为0.005?0.25wt%的戊二醛的乙醇溶液作为交联剂,将步骤S2a-2获得的矿化胶原支架浸泡于交联剂溶液中24?48小时,进行交联;
[0072]步骤S2a_4、将矿化胶原支架从交联剂溶液中取出,置于
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