本发明涉及一种引导组织再生膜及其制备方法。
背景技术：
引导组织再生术（guidedtissueregeneration，gtr）是用外科的方法放置一个物理屏障来选择性地分隔不同的牙周组织，阻止牙龈上皮和牙龈结缔组织向根面生长，造成空间，诱导具有牙周组织再生潜力的牙周膜细胞冠向移动并生长分化，实现牙周膜、牙槽骨、牙骨质再生，形成牙周新附着的技术。自nymans将引导组织再生（guidedtissueregenerationgtr）原理应用于牙周新附着的生理性再生，越来越多学者致力于将gtr原理应用于临床实践。但是由于病例的选择，手术的方法，所应用的屏障膜的性能的不同，往往各研究报道创口愈合，组织再生程度存在一定的差异。cortellinip通过研究总结包括651例垂直型骨缺损的17项gtr临床研究报道指出：在651例垂直型骨缺损的病例中，gtr术后一年发生附着丧失的病例约占2.7%，临床附着获得量少于2mm者为11%，附着获得在2-3mm之间的为24.8%，附着获得超过6mm者为21.2%；一些报道显示根分歧病变在gtr术后一年的组织再生程度也存在同样的差异。目前，研究显示，影响其临床效果的因素主要包括适应症的选择、手术方法的确定、膜的选择与使用等几个方面。其中，引导组织再生膜（膜材料）是在引导再生技术中起关键作用的高技术产品，也是gtr的核心材料，在国民健康医疗领域日益重要。
现有技术中，引导组织再生膜的制备方法主要是采用猪皮为原料，通过冷冻干燥的方法进行制备的，但是，这种制备方法存在如下缺点：使用有毒的有机溶剂；制备条件严苛，需要创造极度低温，能耗较高；同时制备周期较长，效率低下。
因此，开发一种引导组织再生膜的制备方法，并通过控制膜的成分和分布设计来实现孔结构层次分布的调控，最终得到多层次孔结构的引导组织再生膜，显然具有积极的现实意义。
技术实现要素：
本发明的发明目的是提供一种引导组织再生膜及其制备方法。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种引导组织再生膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)选择至少2种样品，通过成型技术进行成型，得到至少2层层叠设置的初级制品，然后将其置于高压容器内；
所述2种样品的材料相同或不同，当2种样品的材料相同时，其分子量不同；所述样品选自以下3种中的一种：
(a)单一组分的高分子聚合物；(b)两种或两种以上的高分子聚合物的共聚物；(c)两种或两种以上的高分子聚合物的共混物；其中，高分子聚合物为：聚乳酸、聚乳酸衍生物、聚乙交酯、聚乙交酯衍生物、聚丙交酯乙交酯、聚丙交酯乙交酯衍生物、聚己内酯、聚己内酯衍生物、聚丁二酸丁二醇酯、甲壳素、壳聚糖或明胶；
(2)使用超临界流体置换所述高压容器内气体；
(3)对所述高压容器进行增压，使所述初级制品在高温高压的超临界流体氛围中发生饱和，并持续至少1分钟；
(4)快速泄压，即可得到引导组织再生膜。
上文中，最终得到的引导组织再生膜包括至少2层，且层与层之间层叠设置，例如，可以是a/b结构（a和b材料不同），或a1/a2结构（a1和a2材料相同但分子量不同）；所述引导组织再生膜也可以是3层，例如，可以是a/b/a结构（a和b材料不同），或a1/a2/a3结构（a1、a2和a3材料相同但分子量不同），或a/b/c结构（a和b和c材料均不同）。当然，也可以是多层结构。
上述技术方案中，所述步骤(1)中的高压容器为高温高压反应釜。
上述技术方案中，所述步骤(1)中的成型技术选自熔融、铸造、粉碎、加压、粘结、烧结、共融、共混、静电纺丝、3d打印、多轴加工中心加工中的一种或几种。
上述技术方案中，所述步骤(2)中的超临界流体选自co2、n2、h2o、ch4、ch3cl、ch2cl2、ch3oh、c5h10、ch3ch2oh、cfc-11、hcfc-14lb、hcfc-1141b、hcfc-22、hfc-245fa、fc-365mfc、hfc-134a、hfc-152a、hfe中的一种或几种。
上述技术方案中，所述步骤(3)中，对所述高压容器进行增压，使初级制品在30-400℃的饱和温度和6-40mpa的饱和压力下持续饱和0.25-36小时。优选的，所述步骤(3)中，对所述高压容器进行增压，使初级制品在70-90℃的饱和温度和15-30mpa的饱和压力下持续饱和0.8-3小时。进一步优选，饱和时间为1小时。
对于上述饱和温度，本发明不做具体限定，典型但非限制性的可以是、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、250℃、300℃、350℃、380℃、390℃等。
对于上述饱和压力，本发明不做具体限定，典型但非限制性的可以是7mpa、8mpa、9mpa、10mpa、12mpa、15mpa、18mpa、20mpa、25mpa、30mpa、35mpa等。
对于上述饱和时间，本发明不做具体限定，典型但非限制性的可以是0.5小时、0.7小时、0.9小时、1.1小时、1.8小时、2小时、3小时、4小时、5小时、6小时、7小时、10小时、15小时、20小时、25小时、30小时、33小时等。
上述技术方案中，所述步骤(4)中，所述快速泄压的泄压速率控制在20-200mpa/s。
优选的，所述快速泄压的泄压速率控制在50-70mpa/s。更优选为60mpa/s。对于上述泄压速率，本发明不做具体限定，典型但非限制性的可以是25mpa/s、30mpa/s、35mpa/s、40mpa/s、45mpa/s、55mpa/s、80mpa/s、90mpa/s、100mpa/s、110mpa/s、120mpa/s、150mpa/s、180mpa/s等。
快速泄压可以采用现有的泄压设备，可以根据设定的压力-时间曲线进行泄压；这种现有的泄压设备主要包括压力传感器，压力-数字信号转换装置，数字信号记录装置。
上述技术方案中，所述引导组织再生膜包括至少2层，其中一层的孔径分布为30-200微米、连通率高于90%，另一层的孔径分布为2-15微米、连通率高于50%。
本发明的主要工作原理为：本发明以超临界流体作为物理发泡剂，以层化组成的聚合物材料为发泡基材，制备孔结构多层次分布的膜材料；由于组成存在差异的高分子材料其热性质、聚集状态及与发泡气体的相互作用存在差异，其发泡行为也存在较大的差异，故而在同一发泡条件将会得到不同的孔结构；同时发泡操作条件通过调节聚合物的热性质及与发泡气体的相互作用可调控制品的泡孔结构。本发明通过调配医用生物可降解高分子的层化分布结构及发泡条件调控实现了可控制备孔结构多层次分布的膜材料；具体而言，通过控制发泡温度对材料的泡孔成核、生长过程初期的黏弹性进行调节，防止泡孔坍塌；控制压力从而实现对泡孔成核的数量及泡孔生长的推动力的调控；利用不同材料（包括分子量存在差异）的发泡特性的差异性，控制膜成分和分布设计实现了孔结构层次分布的调控。
本发明同时请求保护由上述制备方法制得的引导组织再生膜。该引导组织再生膜包括至少2层，其中一层的孔径分布为30-200微米、连通率高于90%，另一层的孔径分布为2-15微米、连通率高于50%。所述引导组织再生膜包括至少2层，且层与层之间层叠设置，例如，可以是a/b结构（a和b材料不同），或a1/a2结构（a1和a2材料相同但分子量不同）；所述引导组织再生膜也可以是3层，例如，可以是a/b/a结构（a和b材料不同），或a1/a2/a3结构（a1、a2和a3材料相同但分子量不同），或a/b/c结构（a和b和c材料均不同）。当然，也可以是多层结构。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1.本发明以超临界流体作为物理发泡剂，通过调配医用生物可降解高分子的层化分布结构及发泡调控实现了可控制备孔结构多层次分布的膜材料，制备得到了大孔小孔层次化分布的医用生物可降解高分子膜材料，可以很好地引导缺损区域的组织再生和导轨并阻止其他组织侵入的多功能性，可以满足引导再生的要求，到达组织修复的目的；
2.本发明以超临界流体作为物理发泡剂，使用高压釜进行发泡，避免了使用有机溶液，因而更加环保可靠；
3.本发明的制备方法简单易行，且非常环保，适合规模化生产。
附图说明
图1是本发明实施例1和实施例2中复合片料的结构示意图；
图2是本发明实施例1中发泡产品截面sem图；
图3是本发明实施例2中发泡产品截面sem图；
图4是本发明实施例3中复合片料的结构示意图；
图5是本发明实施例3中发泡产品截面sem图。
图6-7是本发明对比例1中产品截面sem图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1
一种引导组织再生膜的制备方法，由如下步骤组成：
(1)将聚丙交酯乙交酯共聚物(plga，其ga/la摩尔比为70:30，分子量为25万)及聚己内酯（pcl，分子量为8万）通过热压法制得制聚丙交酯乙交酯/聚己内酯复合片料，复合片料的示意图如图1所示（第一层为聚丙交酯乙交酯共聚物）；
然后将片料置于反应釜中；
(2)将反应釜投入70℃的恒温水浴锅中，将釜内气体置换为二氧化碳；
(3)对所述高压容器进行增压，增压至20mpa。在70℃，20mpa的条件下使反应釜中的片料饱和1h；
(4)快速泄压，泄压速率为60mpa/s，即可得到引导组织再生膜。该发泡产品截面sem图如图2所示。
制备的发泡样品平均孔径为50微米，孔隙率为82%，连通率为90%。（其中大孔层的孔径分布为40-80微米、连通率高于92%，小孔层的孔径分布为4-8微米、连通率高于74%）
实施例2
一种引导组织再生膜的制备方法，由如下步骤组成：
(1)将聚丙交酯(plla，分子量为25万)及聚己内酯（pcl，分子量为8万）通过热压法制得制聚丙交酯乙交酯/聚己内酯复合片料，复合片料的示意图如图1所示（第一层为聚丙交酯乙交酯共聚物-生物玻璃）；
然后将片料置于反应釜中；
(2)将反应釜投入80℃的恒温水浴锅中，将釜内气体置换为二氧化碳；
(3)对所述高压容器进行增压，增压至20mpa。在80℃，20mpa的条件下使反应釜中的片料饱和1h；
(4)快速泄压，泄压速率为60mpa/s，即可得到引导组织再生膜。发泡产品截面sem图如图3所示。
制备的发泡样品平均孔径为120微米，孔隙率为85%，连通率为92%。（大孔层的孔径分布为120-200微米、连通率高于95%，小孔层的孔径分布为10-15微米、连通率高于80%）
实施例3
一种引导组织再生膜的制备方法，由如下步骤组成：
(1)将聚丙交酯乙交酯共聚物(plga，其ga/la摩尔比为50:50，分子量为40万)及聚己内酯（pcl，分子量为20万）通过热压法制得制聚丙交酯乙交酯/聚己内酯复合片料，复合片料的示意图如图4所示（仅第二层为聚丙交酯乙交酯共聚物）；
然后将片料置于反应釜中；
(2)将反应釜投入90℃的恒温水浴锅中，将釜内气体置换为二氧化碳；
(3)对所述高压容器进行增压，增压至30mpa。在90℃，30mpa的条件下使反应釜中的片料饱和2h；
(4)快速泄压，泄压速率为60mpa/s，即可得到引导组织再生膜。发泡产品截面sem图如图5所示。
制备的发泡样品平均孔径为37微米，孔隙率为75%，连通率为87%。（两侧大孔层的孔径分布为40-60微米、连通率高于90%，中间小孔层的孔径分布为2-6微米、连通率高于50%）
对比例1
采用猪皮为原料，通过冷冻干燥的方法进行制备的方法，其方法大致如下：将猪皮切碎，使用水溶性有机溶剂从猪皮中除去水，并使得溶剂挥发。用液体烃溶剂将干燥的猪皮坏脱脂，除去液体烃溶剂，使干燥的猪皮快吸水。水化的猪皮块用1n氢氧化钠处理并洗涤，然后使用0.04n盐酸处理猪皮块并再次洗涤。这样处理的材料用胶体研磨机研磨至约含1.5%胶原的均一浆料。将浆液平铺于专用培养面，在-20℃的条件下冷冻24小时，并在低于1毫巴的压力下冷冻干燥72小时。
图6-7是产品截面sem图。其中图6是大孔面的图，图7是小孔面的图。平均孔径为60微米，孔隙率为62%，连通率为100%。（其中大孔层的孔径分布为70-150微米、连通率为100%，小孔层的孔径分布为2-10微米、连通率为100%）
将上述实施例和对比例制得的的组织工程支架材料进行性能测试，结果如下表：
从上表可以看出：使用该法制备的多层孔结构的膜材料，其孔结构可控（孔径：30-120um；孔隙率：75-85%；连通性：90-94%）；具有更为优良的力学性能（力学性能为对照例的5-10倍）；不错的生物特性（接近或者高于90%的细胞存活率），具有很好的生物医用潜力。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。