专利名称：一种组织引导再生用胶原膜的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种组织引导再生用胶原膜的制备方法。
背景技术：
牙周引导组织再生技术(guided tissue regeneration, GTR)是目前国际上治疗牙周病最先进的技术。1982年Nymans等首先提出GTR的概念(Nyman S.LindheJ.Karring T, et al.Clin Periodontol.1982 ; 9 (4): 290-296)，GTR 技术的核心是组织引导再生膜，即通过引导膜作为空间隔离的屏障膜，在防止牙龈结缔组织细胞和结合上皮细胞向根方迁移的同时，选择性地使牙周膜细胞和牙槽骨细胞粘附于根面分化形成牙周新附着。这种方法被证明在治疗骨内和根尖疾病时较开放皮瓣清创术更能有效的获得临床附着和降低探诊深度(Kim YK, Yun PY, Kim SG, et al, Oral Surg Oral Med Oral PatholOral Radiol Endod.2009; 107: 5-11) 因此，引导膜的作用至关重要。随着GTR技术在临床越来越广泛的运用，引导膜的类型和性能已经成为制约其发展的关键因素。根据临床需要，一种有效的引导膜应该具有适当的机械强度，以阻挡生长快速的修复组织(上皮和牙龈结缔组织)远离牙根表面，在根面维持一个受保护的空间；同时该材料应能够较好地引导牙槽骨细胞生长、分泌，形成新生骨，以增加新生牙槽骨的骨量。另外，良好的生物相容性、临床可操作性好，能够稳定固着并能保持一段足够引导组织起效的时间都是影响其应用的重要因素(Kuo SM, Chang SJ, Niu GC, et al, Applied PolymerScience.2009; 112:3127-3134).胶原是结缔组织的主要成分，普遍存在于哺乳动物的皮肤、肌腱、骨骼、韧带中，具有柔韧性，因其螺旋结构及保持良好的主要序列，仅引起轻微的炎性反应。胶原膜作为可吸收性膜它具有低抗原性，生物相容性好，可参与组织愈合过程，降解速率可根据需要调节等诸多优点。Cirelli 等(Wong HL, Cooke J.Dent Clin N Am.2005(49):637-659.)研究表明胶原膜具有良好的生物相容性和引导组织再生功能，而且引导种植体周围组织再生效果最佳；胶原膜经紫外线消毒后，可在一 20°C下储存，在生物体内降解期为6-8周，其降解由唾液酶溶解、机械性破损及上皮细胞分泌的胶原酶破坏完成。Minabe M等(Kim M, Kim J,Lee J, et al.1n Vivo, 2008, 22(3): 231 - 236.)用紫外线等多种方法使胶原分子间产生交链，使胶原膜在体内降解的时间可以控制，增长其降解时间更利于较大的骨缺损。李成章等采用双抗胶原膜的制作方法可应用于成品胶原膜的加工，加工改良后的双抗胶原膜具有较高的交联程度，较强的抗酶降解能力，其形态结构特点及理化性能与牛腱胶原膜相比较更符合引导骨再生技术要求。胶原膜作为GTR的研究还有一些问题:首先是体内降解速度过快，其次相对于GTR膜的要求，胶原膜的抗张强度较小，在应用过程中容易发生塌陷而失去空间维持能力。
发明内容
本发明的目的在于一种组织引导再生用胶原膜的制备方法。
本发明所采取的技术方案是:
一种组织引导再生用胶原膜的制备方法，。包括如下步骤:
(I)将胶原溶于酸性溶液中；
(2 )将步骤(I)所得溶液的pH值调至5 9 ;
(3)将步骤(2)所得溶液快速剪切搅拌，获得胶原乳液；
(4)将步骤(3)所得胶原乳液离心，收集溶液上面的胶原膜；
(5)将步骤(4)所得的胶原膜模具成型，冷冻干燥，采用物理或/和化学方法交联，SP可。步骤(I)所述酸性溶液为醋酸、盐酸或柠檬酸溶液，浓度为0.lmol/L 0.5mol/L。步骤(I)所得胶原溶液的浓度为0.5mg/ml-20mg/mlo步骤(2)所述的pH调节所用试剂为氢氧化钠溶液或氨水。步骤(3)所述快速剪切搅拌方法为机械搅拌桨搅拌、组织捣碎搅拌。步骤(3)所述快速剪切搅拌的速度为3000 15000r/min，时间为5s 5min。步骤(4)所述离心的速度为1000r/min 7000r/min,时间为3 10分钟。步骤(5)所述的物理交联方法为紫外交联或真空热交联，交联温度100°C -180°C ；所述化学交联方法所用交联剂为戊二醛溶液、甲醛溶液或1-乙基-3- (3-二甲基氨丙基)碳二亚胺(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)的混合溶液。本发明的有益效果是:
(1)本发明获得的胶原膜具有优异的力学性能和可控降解性能；
(2)本发明的胶原膜具有梯度的孔隙结构，适合于营养物质的传输和细胞的吸附增殖，能够较好地引导缺损组织的修复；
(3 )本发明方法工艺简单，成本较低，有利于规模化生产。
图1为实施例3组织引导再生用胶原膜疏松面数码照片；
图2为实施例3组织引导再生用胶原膜紧密面数码照片；
图3为实施例3组织引导再生用胶原膜疏松面电镜照片；
图4为实施例3组织引导再生用胶原膜紧密面电镜照片；
图5为实施例3组织引导再生用胶原膜剖面电镜照片；
图6为实施例3胶原膜与人牙周韧带细复合培养第3天电镜照片(X 1500)
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不局限于此。以下实施例中所用胶原为sigma公司的胶原蛋白。实施例1
一种组织引导再生用胶原膜的制备方法，包括如下步骤: (1)将胶原在25°C下溶于0.1M的醋酸溶液中，得到浓度为6mg/ml的胶原溶液；
(2)用0.1M的氢氧化钠溶液缓慢调节步骤(I)所得胶原溶液的pH值至7，保持30分
钟；(3)将步骤(2)所得胶原溶液用电动搅拌机在3000r/min条件下剪切搅拌5分钟，获得胶原乳液；
(4)将步骤(3)中的乳液2000r/min离心，离心8分钟，此时胶原浮于溶剂表面，收集溶液上面的胶原膜；
(5)将步骤(4)所得的胶原膜成型，再冷冻干燥，在120°C条件下真空热交联；
(6)包装，辐照灭菌。样品撕裂强度:31.0MPa.实施例2
一种组织引导再生用胶原膜的制备方法，包括如下步骤:
(1)将胶原在30°C下溶于0.1M的盐酸溶液中，得到浓度为5mg/ml的胶原溶液；
(2)用0.1M的氢氧化钠溶液缓慢调节步骤(I)所得胶原溶液的pH值至5，保持10分
钟；
(3)将步骤(2)的胶原溶液用组织捣碎机在15000r/min条件下剪切搅拌5秒，获得胶原乳液；
(4)将步骤(3)中的乳液1000r/min离心，离心10分钟，此时胶原浮于溶剂表面，收集溶液上面的胶原膜；
(5)将步骤(4)所得的胶原膜成型，一20°C冷冻干燥，在140°C条件下真空热交联；
(6)将步骤(5)所得的胶原膜放入1%的戊二醛溶液中浸泡10小时，取出，用去离子水冲洗3次，一 20°C冷冻干燥。(7)将步骤(6)所得胶原膜包装，辐照灭菌。样品撕裂强度:30.2MPa。实施例3
一种组织引导再生用胶原膜的制备方法，包括如下步骤:
(1)将胶原在4°C下溶于0.1M的盐酸溶液中，得到浓度为10mg/ml的胶原溶液；
(2)用0.1M的氨水缓慢调节步骤(I)所得胶原溶液的pH值至8，保持10分钟；
(3)将步骤(2)所得的胶原溶液用组织捣碎机在15000r/min条件下剪切搅拌15秒，获得胶原乳液；
(4)将步骤(3)中的乳液6000r/min离心，离心5分钟，此时胶原浮于溶剂表面，收集溶液上面的胶原膜；
(5)将步骤(4)所得的胶原膜成型，-20°C冷冻干燥，在110°C条件下真空热交联；
(6)将步骤(5)所得的胶原膜放入1%的EDC-NHS溶液(按EDC/NHS=1:4的质量比称取一定量，置于水中配成质量浓度为1%的溶液)中浸泡10小时，取出，用去离子水冲洗3次，-20°C冷冻干燥。(7)将步骤(6)所得胶原膜包装，辐照灭菌。样品撕裂强度:35.5MPa.实施例4
一种组织引导再生用胶原膜的制备方法，包括如下步骤:
(1)将胶原在4°C下溶于0.1M的醋酸溶液中，得到浓度为0.5mg/ml的胶原溶液；
(2)用0.1M的氨水缓慢调节步骤(I)所得胶原溶液的pH值至8，保持10分钟；(3)将步骤(2)所得的胶原溶液用组织捣碎机在15000r/min条件下剪切搅拌20秒，获得胶原乳液；
(4)将步骤(3)中的乳液7000r/min离心，离心3分钟，此时胶原浮于溶剂表面，收集溶液上面的胶原膜；
(5)将步骤(4)所得的胶原膜成型，-20°C冷冻干燥，在100°C条件下真空热交联；
(6)将步骤(5)所得的胶原膜放入0.5%的甲醛溶液中浸泡10小时，取出，用去离子水浸泡、冲洗3次，-20°C冷冻干燥；
(7)将步骤(6)所得胶原膜包装，辐照灭菌。样品撕裂强度:3L 2MPa。实施例5 一种组织引导再生用胶原膜的制备方法，包括如下步骤:
(1)将胶原在30°C下溶于0.5M的盐酸溶液中，得到浓度为20mg/ml的胶原溶液；
(2)用0.5M的氢氧化钠缓慢调节步骤(I)所得胶原溶液的pH值至9，保持10分钟；
(3)将步骤(2)所得的胶原溶液用组织捣碎机在10000r/min条件下剪切搅拌30秒，获得胶原乳液；
(4)将步骤(3)中的乳液6000r/min离心，离心4分钟，此时胶原浮于溶剂表面，收集溶液上面的胶原膜；
(5)将步骤(4)所得的胶原膜成型，-20°C冷冻干燥，在180°C条件下真空热交联；
(6)将步骤(5)所得的胶原膜放入1%的EDC-NHS溶液中浸泡10小时，取出，用去离子水冲洗3次，-20°C冷冻干燥；
(7 )将步骤(6 )所得胶原膜包装，辐照灭菌。样品撕裂强度:30.0MPa0实施例6
一种组织引导再生用胶原膜的制备方法，包括如下步骤:
(1)将胶原在10°c下溶于0.5M的醋酸溶液中，得到浓度为15mg/ml的胶原溶液；
(2)用0.5M的氨水缓慢调节步骤(I)所得胶原溶液的pH值至5，保持10分钟；
(3)将步骤(2)所得的胶原溶液用组织捣碎机在15000r/min条件下剪切搅拌10秒，获得胶原乳液；
(4)将步骤(3)中的乳液6000r/min离心，离心7分钟，此时胶原浮于溶剂表面，收集溶液上面的胶原膜；
(5)将步骤(4)所得的胶原膜成型，-20°C冷冻干燥，在180°C条件下真空热交联；
(6)将步骤(5)所得的胶原膜放入1%的EDC-NHS溶液中浸泡10小时，取出，用去离子水冲洗3次，一 20°C冷冻干燥；
(7 )将步骤(6 )所得胶原膜包装，辐照灭菌。样品撕裂强度:34.8MPa。实施例7
一种组织引导再生用胶原膜的制备方法，包括如下步骤:
(1)将胶原在4°C下溶于0.2M的柠檬酸溶液中，得到浓度为10mg/ml的胶原溶液；
(2)用0.2M的氨水缓慢调节步骤(I)中胶原溶液的pH值至7，保持10分钟；(3)将步骤(2)所得的胶原溶液用电动搅拌机在8000r/min条件下剪切搅拌2分钟，获得胶原乳液；
(4)将步骤(3)中的乳液6000r/min离心，离心5分钟，此时胶原浮于溶剂表面，收集溶液上面的胶原膜；
(5)将步骤(4)所得的胶原膜成型，-20°C冷冻干燥，再用紫外线照射30分钟交联；
(6)将步骤(5)所得的胶原膜放入1%的EDC-NHS溶液中浸泡10小时，取出，用去离子水冲洗3次，-20°C冷冻干燥；
(7)将步骤(6)所得胶原膜包装，辐照灭菌。样品撕裂强度:37.3MPa。效果实验
一、体外胶原酶降解实验
取胶原膜各1mg分别置于含有100U胶原酶的2mlStock缓冲液中(lOmMTris，25mMCaCl2, 1OOml蒸馏水，PH7.5)，37°C恒温，记录膜完全降解时间。空白对照组为2mlStock缓冲液。实验结果见表1。
权利要求
1.一种组织引导再生用胶原膜的制备方法，包括如下步骤: (I)将胶原溶于酸性溶液中； (2 )将步骤(I)所得溶液的pH值调至5-9 ； (3)将步骤(2)所得溶液快速剪切搅拌，获得胶原乳液； (4)将步骤(3)所得胶原乳液离心，收集溶液上面的胶原膜； (5)将步骤(4)所得的胶原膜模具成型，冷冻干燥，采用物理或/和化学方法交联，SP可。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(I)所述酸性溶液为醋酸、盐酸或柠檬酸溶液，浓度为0.lmol/L 0.5mol/L。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(I)所得胶原溶液的浓度为0.5mg/ml-20mg/ml ο
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的pH调节所用试剂为氢氧化钠溶液或氨水。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述快速剪切搅拌方法为机械搅拌桨搅拌、组织捣碎搅拌。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述快速剪切搅拌的速度为3000 15000r/min,时间为 5s 5min。
7.根据权利要 求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述离心的速度为IOOOr/min 7000r/min,时间为3 10分钟。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述的物理交联方法为紫外交联或真空热交联，交联温度100°C -180°C ;所述化学交联方法所用交联剂为戊二醛溶液、甲醛溶液或1-乙基-3- (3- 二甲基氨丙基)碳二亚胺(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)的混合溶液。
全文摘要
本发明公开了一种组织引导再生用胶原膜的制备方法。包括如下步骤将胶原溶于酸性溶液中；将所得溶液的pH值调至5-9；继续将所得溶液快速剪切搅拌，获得胶原乳液；将所得胶原乳液离心，收集溶液上面的胶原膜；所得胶原膜经模具成型，冷冻干燥，采用物理或/和化学方法交联，即可。本发明获得的胶原膜具有优异的力学性能和可控降解性能，且具有梯度的孔隙结构，适合于营养物质的传输和细胞的吸附增殖，能够较好地引导缺损组织的修复；本发明的制备工艺简单，成本较低，有利于规模化生产。
文档编号A61L31/04GK103071189SQ20131003078
公开日2013年5月1日 申请日期2013年1月25日 优先权日2013年1月25日
发明者任力, 季培红, 秦晓杰, 王迎军, 刘卅 申请人:广州华美康联生物科技有限公司