一种口腔骨诱导再生膜及其制备方法与流程

本发明涉及骨诱导再生膜技术领域，具体地说，涉及一种口腔骨诱导再生膜及其制备方法。

背景技术：

随着口腔医疗水平的提高，口腔种植手术技术日臻成熟，充足的牙槽骨骨量是手术成功的关键。很多患者由于年龄的增长，骨量缺失严重，无法给种植体提供足够的强度支撑。因此，在种植手术之前需要通过外科手术介入修复牙槽骨。

引导骨再生(guidedboneregeneration，gbr)技术起源于引导组织再生(guidedboneregeneration，gtr)，是公认的增加骨量的有效办法。在正常情况下，牙槽骨可以像受损的骨质自我生长一样能够再生或修复，但是牙龈组织比牙槽骨的再生速度快，因此，为确保牙槽骨的再生空间以及作为牙龈组织和牙槽骨的屏障，在牙槽骨和牙周组织之间放置gbr膜。这样能预防骨缺损被软组织覆盖，确保了牙周韧带组织和骨质组织再生的时间和空间。

gbr膜的原材料以及结构直接影响成骨效果。膜材料应具备良好的生物相容性、可控的降解行为以及一定的支撑强度；而膜材料的结构应具备阻隔屏障作用，在防止上皮组织细胞进入骨缺损区域的同时满足营养物质的传输。

目前市场上的gbr膜有两大类，一类是由不可降解材料制备，具有良好的生物相容性和支撑性能，成骨效果好；缺点是需要二次手术取出，增加患者的痛苦，同时有二次感染、膜暴露等临床案例。另一类是由可降解材料制备，其又可分为天然材料和合成材料两大类。目前市场上广泛使用的是胶原类gbr膜，材料来源广泛，可降解无需二次手术取出，但是支持性能较差，降解时间快，容易出现膜崩塌、感染等临床案列，同时还有异体移植物容易出现排异反应、宗教问题、产品批间差不可控等缺点。而合成高分子材料具有优异的生物相容性，降解周期可控，支撑性能好等优点，可根据不同材料的组合以及结构的设计来达到理想的治疗效果。因此，合成材料制备gbr膜具有较高的研究价值和广泛的市场应用前景。

公布号为cn103877620a的中国专利提供了一种口腔基质膜及其制备方法。该发明选用混旋聚乳酸、左旋聚乳酸为基材，乙酰柠檬酸三丁酯为塑化剂，通过热压或激光打孔的方式制成不同孔径的三层片材，其中上下两层孔径相同，为长100μm-600μm，宽100μm-400μm的方孔；中间层孔径较小，为50μm-150μm的圆孔，再通过冷压或粘结的方式将三层片材固定成型，即得口腔基质膜。

公布号为cn104707175a的中国专利提供了一种用于口腔的引导骨组织再生膜及其制备方法。将4％的壳聚糖乙酸溶液与8％的聚乙烯醇水溶液按3:7(v/v)的比例混合，搅拌静置过夜得到纺丝溶液；再通过静电纺丝工艺，在室温下调节电压14kv，负电压-2kv，接收距离20cm，制得厚度为0.3mm的引导骨组织再生膜。

公布号为cn1216653c的中国专利提供了一种用于引导组织再生的复合膜制备方法。该发明以聚乳酸-羟基乙酸(plga)、胶原、纳米晶羟基磷灰石为原料，通过悬涂的方法制备了一种两层结构的复合膜，其特点是一面光滑，一面粗糙，降解可控。

上述发明提供的骨诱导再生膜以及制备方法生物相容性好，可起到一定的支撑和屏障作用，但是存在一些不足之处。不足之处在于膜空间结构简单，骨诱导再生效果差，不能满足上皮组织细胞和成骨细胞迁移生长的要求，造成治疗周期长，而膜材料又不能继续提供屏障作用，导致成骨量不足，最终手术失败。

技术实现要素：

针对当前口腔骨诱导再生膜结构简单，治疗效果差的问题，本发明提供了口腔骨诱导再生膜及其制备方法。为一种三层多孔立体结构骨诱导再生膜，该膜的a、b、c三层为多孔结构，其中b层上下两面均带有规则排布的凸起，便于焊接，同时支撑起膜内空间，该多孔立体结构可起到支撑和防止膜移位的作用；c层为亲疏水结构，以疏水性聚酯(pcl、pla、ppdo、pga等)为基础、接枝上亲水性材料(peg)，其中疏水段(pcl链段)为骨细胞提供黏附生长的环境，接枝形成的亲水段(peg链段)为骨细胞提供养分，从而加速骨生长，减少治疗周期。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种口腔骨诱导再生膜及其制备方法，该骨诱导再生膜主要由a、b、c三层组成，通过熔融挤出、溶液浇注、压塑或溶剂挥发法成膜，然后通过激光雕刻工艺，得到多孔立体结构，再通过激光焊接、超声波焊接、溶剂法将三层膜复合到一起，即得口腔骨诱导再生膜。其中，a、b两层为疏水层，由混旋聚乳酸、左旋聚乳酸、乙酰柠檬酸三丁酯组成，主要起到屏障和支撑作用；c层为亲水层，由1,3-丙二醇或丙三醇引发己内酯、丙交酯、对二氧环己酮、乙交酯中一种或多种单体共聚得聚酯多元醇，加入过量赖氨酸二异氰酸酯反应得预聚物，再加入过量聚乙二醇封端制得。亲水层作用是提供成骨细胞黏附生长的场所，同时源源不断的为骨细胞提供营养物质和代谢产物交换，从而加速骨生长，减少治疗周期。

本发明提供了一种口腔骨诱导再生膜，包括依次设置的疏水层a、疏水层b和亲水层c；所述疏水层a、疏水层b和亲水层c均具有多孔立体结构；所述疏水层a的厚度为0.1-0.2mm，疏水层b的厚度为0.15-0.3mm，亲水层c的厚度为0.1-0.2mm。

优选地，所述疏水层a和亲水层c上设置有均匀分布的方孔，方孔密度为500-600个/cm²；

所述疏水层b上设置有均匀分布的圆孔，圆孔密度为5000-8000个/cm²；所述疏水层b的上下两侧面均设置有若干凸起，所述凸起的直径为500μm-600μm，高度为300μm-500μm；所述凸起采用激光雕刻工艺或者热压成型工艺制备。

其中，a层设计成方孔的目的是在不影响膜支撑强度的基础上，让尽可能多的上皮组织细胞进入到再生膜的a、b两层之间进行生长；而b层设计成圆孔的目的是为了防止上皮组织细胞进入到b、c两层之间以及骨缺损区域，又不影响营养物质和血液的运输。

优选地，所述疏水层a和疏水层b的制备方法如下：

a、将混旋聚乳酸、左旋聚乳酸、乙酰柠檬酸三丁酯按比例溶于有机溶剂中，配置成10％-20％浓度(m/v)的聚合物溶液，搅拌均匀备用；

b、将步骤a获得的聚合物溶液涂布成膜，采用溶剂挥发法制得疏水层a和疏水层b；

或将步骤a获得的聚合物溶液加入到乙醇中沉淀，搅拌，抽滤得固体混合物，然后经减压干燥所得共混物挤出成膜，即得疏水层a和疏水层b。

优选地，步骤a中，所述混旋聚乳酸、左旋聚乳酸、乙酰柠檬酸三丁酯的质量比为6～8.5:1～2.5:0.5～1.5；左旋聚乳酸为半结晶聚合物，主要起到调节骨诱导再生膜硬度和支撑强度的作用；所述有机溶剂为二氯甲烷或三氯甲烷。

优选地，步骤b中，所述乙醇体积为聚合物溶液的4-6倍，所述搅拌时间为0.5h-4h，所述减压干燥的温度为40-60℃、时间为6-8h；

所述挤出成膜过程中，各段温度分别为：加料段150-170℃、压缩段190-220℃、均化段200-220℃；所得疏水层a和疏水层b的横向、纵向拉伸倍率均为2-6倍。

优选地，所述亲水层c的制备方法如下：

c、采用多元醇引发单体共聚得聚酯多元醇，在聚酯多元醇中加入赖氨酸二异氰酸酯反应得预聚物，然后加入过量聚乙二醇封端；

d、步骤c反应结束后所得产物用有机溶剂溶解，倒入乙醇中沉淀，搅拌，抽滤得到固体，再进行减压干燥，得亲水性改性聚酯材料；

e、将亲水性改性聚酯材料溶于有机溶剂中，配置成10％-20％浓度(m/v)的亲水性改性聚酯溶液，搅拌均匀备用；

f、将步骤e获得的亲水性改性聚酯溶液涂布成膜，采用溶剂挥发法制得亲水层c。

优选地，步骤c中所述多元醇为1,3-丙二醇或丙三醇，单体为己内酯、丙交酯、对二氧环己酮、乙交酯中一种或多种。

优选地，步骤c中，所述赖氨酸二异氰酸酯的摩尔量为聚酯多元醇摩尔量的2-5倍；步骤d和e中，所述有机溶剂为二氯甲烷或三氯甲烷；步骤d中，所述乙醇体积为亲水性改性聚酯溶液的4-6倍，所述搅拌时间为0.5-4h，所述减压干燥的温度为40-60℃、时间为6-8h。

优选地，所述制备方法还包括将步骤b制备的疏水层a和疏水层b、步骤f制备的亲水层c分别采用激光雕刻工艺，制得分别具有多孔立体结构的疏水层a、疏水层b和亲水层c。

本发明还提供了一种口腔骨诱导再生膜的制备方法，包括以下步骤：将所述疏水层a、疏水层b和亲水层c采用激光焊接或超声波焊接，复合成膜即得。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明提供的口腔骨诱导再生膜具有特殊的空间结构，有利于上皮组织、牙龈组织等长入，进一步固定膜的植入位置，防止膜的位移。

2、本发明提供的口腔骨诱导再生膜在靠近成骨区的一面c层具有特殊亲疏水结构设计，其中聚酯链段(pcl等)为疏水性的，通过化学接枝等方法，把亲水性材料peg接枝到聚酯链段上去。聚酯链段即为疏水段，为成骨细胞提供黏附的场所，接枝的亲水性材料peg为亲水段，可为成骨细胞源源不断的提供营养物质和代谢产物交换，加快成骨细胞的增殖，大大减少治疗所需的周期。其原理是：成骨细胞在疏水段上可黏附生长，但是由于其疏水的性质，营养物质和代谢产物交换慢，大大增加了治疗周期，所以，接枝上亲水段(peg)，相当于一个桥梁作用，连接成骨细胞生长场所和血液，从而达到加速成骨细胞繁殖，减少治疗周期。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的口腔骨诱导再生膜的结构；

图2为本发明的口腔骨诱导再生膜的剖面图；

其中，1-疏水层a；2-疏水层b；3-亲水层c；4-凸起；5-圆孔；6-方孔。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

本实施例提供了一种口腔骨诱导再生膜，如图1和图2所示，包括依次设置的疏水层a1、疏水层b2和亲水层c3；所述疏水层a1、疏水层b2和亲水层c3均具有多孔立体结构；所述疏水层a1的厚度为0.1mm，疏水层b2的厚度为0.15mm，亲水层c3的厚度为0.1mm。

所述口腔骨诱导再生膜的制备步骤如下：

a、将混旋聚乳酸、左旋聚乳酸、乙酰柠檬酸三丁酯按质量比例7:2:1溶于二氯甲烷中，配置成10％浓度(m/v)的聚合物溶液，搅拌均匀备用；

b、将步骤a获得的聚合物溶液倒入涂布机中，采用溶剂挥发法制得疏水层a和疏水层b；

c、采用1,3-丙二醇引发己内酯共聚得聚酯多元醇，在聚酯多元醇中加入摩尔量为聚酯多元醇2倍的赖氨酸二异氰酸酯反应得预聚物，然后加入过量聚乙二醇封端；

d、步骤c反应结束后所得产物用二氯甲烷溶解，倒入4-6倍体积量的乙醇中沉淀，搅拌30min，用布氏漏斗抽滤得到固体，再进行40-60℃减压干燥6-8h，得亲水性改性聚酯材料；

e、将亲水性改性聚酯材料溶于二氯甲烷中，配置成10％浓度(m/v)的亲水性改性聚酯溶液，搅拌均匀备用；

f、将步骤e获得的亲水性改性聚酯溶液倒入涂布机中，采用溶剂挥发法制得亲水层c；

g、将步骤b制备的疏水层a和疏水层b、步骤f制备的亲水层c分别采用激光雕刻工艺，制得分别具有多孔立体结构的疏水层a、疏水层b和亲水层c；

所得疏水层a1和亲水层c3上设置有长500μm，宽150μm均匀分布的方孔6，方孔6密度为500-600/cm²；所述疏水层b2上设置有孔径20μm-45μm均匀分布的圆孔5，圆孔5密度为5000-8000/cm²，且上下两面均带有直径为500μm-600μm，高度为300μm-500μm的若干凸起4，所述凸起4采用激光雕刻工艺或者热压成型工艺制备；

h、将步骤g所得具有多孔立体结构的疏水层a1、疏水层b2和亲水层c3采用激光焊接，复合成膜即得所述口腔骨诱导再生膜。

实施例2

本实施例提供了一种口腔骨诱导再生膜，包括依次设置的疏水层a、疏水层b和亲水层c；所述疏水层a、疏水层b和亲水层c均具有多孔立体结构；所述疏水层a的厚度为0.2mm，疏水层b的厚度为0.2mm，亲水层c的厚度为0.2mm。

所述口腔骨诱导再生膜的制备步骤如下：

a、将混旋聚乳酸、左旋聚乳酸、乙酰柠檬酸三丁酯按质量比例6:1:0.5溶于二氯甲烷中，配置成20％浓度(m/v)的聚合物溶液，搅拌均匀备用；

b、将将步骤a获得的聚合物溶液加入到4-6倍体积量的乙醇中沉淀，搅拌1h，用布氏漏斗抽滤得到固体混合物，然后经40-60℃减压干燥6-8h，所得共混物加入到单螺杆挤出机中挤出成膜，挤出机各段温度分别为加料段150-170℃、压缩段190-220℃、均化段200-220℃，膜横向、纵向拉伸倍率均为2-6倍，即得疏水层a和疏水层b；

c、采用丙三醇引发丙交酯共聚得聚酯多元醇，在聚酯多元醇中加入摩尔量为聚酯多元醇的4倍的赖氨酸二异氰酸酯反应得预聚物，然后加入过量聚乙二醇封端；

d、步骤c反应结束后所得产物用二氯甲烷溶解，倒入4-6倍体积量的乙醇中沉淀，搅拌1h，用布氏漏斗抽滤得到固体，再进行40-60℃减压干燥6-8h，得亲水性改性聚酯材料；

e、将亲水性改性聚酯材料溶于二氯甲烷中，配置成20％浓度(m/v)的亲水性改性聚酯溶液，搅拌均匀备用；

f、将步骤e获得的亲水性改性聚酯溶液倒入涂布机中，采用溶剂挥发法制得亲水层c；

g、将步骤b制备的疏水层a和疏水层b、步骤f制备的亲水层c分别采用激光雕刻工艺，制得分别具有多孔立体结构的疏水层a、疏水层b和亲水层c；

所得疏水层a和亲水层c上设置有长500μm，宽150μm均匀分布的方孔，方孔密度为500-600/cm²；所述疏水层b上设置有孔径20μm-45μm均匀分布的圆孔，圆孔密度为5000-8000/cm²，且上下两面均带有直径为500μm-600μm，高度为300μm-500μm的若干凸起，所述凸起采用激光雕刻工艺或者热压成型工艺制备；

h、将步骤g所得具有多孔立体结构的疏水层a、疏水层b和亲水层c采用激光焊接，复合成膜即得所述口腔骨诱导再生膜。

实施例3

本实施例提供了一种口腔骨诱导再生膜，包括依次设置的疏水层a、疏水层b和亲水层c；所述疏水层a、疏水层b和亲水层c均具有多孔立体结构；所述疏水层a的厚度为0.2mm，疏水层b的厚度为0.3mm，亲水层c的厚度为0.1mm。

所述口腔骨诱导再生膜的制备步骤如下：

a、将混旋聚乳酸、左旋聚乳酸、乙酰柠檬酸三丁酯按质量比例8.5:2.5:1.5溶于二氯甲烷中，配置成15％浓度(m/v)的聚合物溶液，搅拌均匀备用；

b、将将步骤a获得的聚合物溶液加入到4-6倍体积量的乙醇中沉淀，搅拌4h，用布氏漏斗抽滤得到固体混合物，然后经40-60℃减压干燥6-8h，所得共混物加入到单螺杆挤出机中挤出成膜，挤出机各段温度分别为加料段150-170℃、压缩段190-220℃、均化段200-220℃，膜横向、纵向拉伸倍率均为2-6倍，即得疏水层a和疏水层b；

c、采用丙三醇引发对二氧环己酮共聚得聚酯多元醇，在聚酯多元醇中加入摩尔量为聚酯多元醇的5倍的赖氨酸二异氰酸酯反应得预聚物，然后加入过量聚乙二醇封端；

d、步骤c反应结束后所得产物用二氯甲烷溶解，倒入4-6倍体积量的乙醇中沉淀，搅拌4h，用布氏漏斗抽滤得到固体，再进行40-60℃减压干燥6-8h，得亲水性改性聚酯材料；

e、将亲水性改性聚酯材料溶于二氯甲烷中，配置成15％浓度(m/v)的亲水性改性聚酯溶液，搅拌均匀备用；

f、将步骤e获得的亲水性改性聚酯溶液倒入涂布机中，采用溶剂挥发法制得亲水层c；

g、将步骤b制备的疏水层a和疏水层b、步骤f制备的亲水层c分别采用激光雕刻工艺，制得分别具有多孔立体结构的疏水层a、疏水层b和亲水层c；

所得疏水层a和亲水层c上设置有长500μm，宽150μm均匀分布的方孔，方孔密度为500-600/cm²；所述疏水层b上设置有孔径20μm-45μm均匀分布的圆孔，圆孔密度为5000-8000/cm²，且上下两面均带有直径为500μm-600μm，高度为300μm-500μm的若干凸起，所述凸起采用激光雕刻工艺或者热压成型工艺制备；

h、将步骤g所得具有多孔立体结构的疏水层a、疏水层b和亲水层c采用超声波焊接，复合成膜即得所述口腔骨诱导再生膜。

效果验证：

将各实施例制备的口腔骨诱导再生膜进行性能测试(包括物理性能、生物相容性和安全性以及治疗效果)，测试方法如下：

1、拉伸模量：参照标准gb/t1040-1992塑料拉伸性能试验方法，测量再生膜的拉伸强度和断裂伸长率，通过公式(e)＝△p/bd÷△l/l0(单位mpa)计算拉伸模量；

式中：△p-引起式样变形的最小载荷，单位n；

b-式样宽度，单位mm；

d-式样厚度，单位mm；

△l-式样绝对长度，单位mm；

l0-式样起始长度，单位mm。

2、重金属含量：锡含量采用原子吸收法进行检测；重金属含量按照gb/t14233.1-2008第5.6.1方法1规定进行测试；

3、无菌试验：按照gb/t14233.2中规定方法进行；

4、溶血试验：按照gb/t14233.2中规定方法进行；

5、细胞毒试验：按照gb/t16886.5中规定的“浸提液试验”方法进行；

6、遗传毒性试验：按照gb/t16886.3中规定的试验方法进行；

7、植入实验：按照gb/t16886.6中规定的皮下植入方法进行；

8、急性全身毒性：按照gb/t16886.11中规定的试验方法进行；

9、亚慢性全身毒性：按照gb/t16886.11中规定的试验方法进行。

测试结果如下：

1、拉伸模量:各实施例的骨诱导再生膜拉伸模量(e)8.5-75mpa，符合产品技术要求；

2、重金属含量：各实施例的锡含量小于50μg/g；重金属含量(以pb计)未检测出；符合yy/t0661-2008标准要求；

3、各实施例的骨诱导再生膜无菌，溶血率小于5％，细胞毒性不大于ⅰ级，无遗传毒性，植入四周后样品周围组织无组织反应，无急性或亚慢性全身毒性，产品安全性好。

动物实验采用成年白兔30只，体重2-3kg，麻醉后在白兔双侧下颌牙槽骨处形成一个深度和直径5mm的洞形骨缺损，然后在骨缺损处覆盖实施例1制备的骨诱导再生膜，并用可吸收缝线缝合好，定时定量注射青霉素预防感染。分别在8、12周各处死15只白兔，考察成骨厚度、成功率和不良反应情况。

8周后新骨基本长成，30例实验成功29例，成功率96.7％，无不良反应发生。动物实验结果表明，实施例1制备的口腔骨诱导再生膜安全可靠，具有优异的骨诱导再生能力，可大大提高治疗周期和成骨手术成功率。

需要说明的是，本发明的骨诱导再生膜制备方法中，采用溶液浇注、压塑成膜的方法制备a、b、c三层膜，以及通过溶剂法将三层膜复合的方法均可制备得到本发明所述的骨诱导再生膜。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，以上实施例仅用于说明本发明，而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。