一种改性胶原屏障膜及其制备方法

本发明属于生物材料制备，具体涉及一种改性胶原屏障膜及其制备方法。

背景技术：

1、种植义齿修复逐渐成为口腔临床诊疗中牙列缺损或缺失修复的首选，然而，诸如无法有效控制的牙髓根尖周炎症、严重的牙周疾病等慢性感染及炎症导致的拔牙，常常引起局部拔牙位点的骨组织愈合不良，缺牙位点骨量不足，给种植修复治疗、恢复美观和功能带来了较大的困难。

2、引导性骨组织再生术(guided bone regeneration，gbr)利用屏障膜特性，阻止来自周围软组织的成纤维细胞，让骨面处的成骨细胞有足够的时间增殖，最终达到组织再生、定向修复的目的，已经广泛应用于临床。gbr技术若要完成骨缺损区域的修复，需要具备三个条件：屏障膜、骨移植材料以及良好的口腔环境。其中，屏障膜是至关重要的一点。gbr屏障膜应具有足够的硬度，能够保证骨再生的空间环境，并具有良好的固位和稳定。

3、目前，国产屏障膜普遍存在吸收速率较快、术后并发症发生率高的缺点，市场竞争力不足。临床上应用较广的胶原屏障膜多为进口品牌，例如geistlich bio-生物膜，其具有双层结构，由猪源胶原加工纯化制成。这类屏障膜价格高昂，且只有特定的几种规格，限制了其广泛应用。而且，无论是国产屏障膜还是进口屏障膜，均存在成骨相关细胞在膜表面的黏附及铺展能力欠佳，不能有效促进成骨的问题，无法切实解决缺牙患者的骨缺损修复需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种改性胶原屏障膜及其制备方法，本发明提供的改性胶原屏障膜成本较低且能够促进骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cells，bmscs)在膜表面的黏附及铺展，从而有效促进成骨，切实解决缺牙患者的骨缺损修复需求；同时本发明提供的胶原屏障膜能够实现个性化的方案，临床应用更为便捷。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供了一种改性胶原屏障膜的制备方法，包括以下步骤：

4、将i型胶原蛋白和聚l-丙交酯-己内酯(plcl)溶解于挥发性极性溶剂中，得到铸膜液；

5、将所述铸膜液浇铸于模具中成膜，得到交联膜；所述交联膜包括正面和反面，所述交联膜的反面为所述交联膜与所述模具接触形成的粗糙表面，所述交联膜的正面为所述交联膜远离所述模具形成的光滑表面；

6、将所述交联膜的反面浸渍于矿化液中矿化，在所述交联膜的反面表面形成矿化物沉积层，得到所述胶原屏障膜；所述矿化液中包括ca2+、聚天冬氨酸和hpo42-。

7、优选的，采用乌式粘度计测定时，所述聚l-丙交酯-己内酯的粘度为0.6～2.65dl/g。

8、优选的，所述聚l-丙交酯-己内酯由l-丙交酯和己内酯聚合得到，所述l-丙交酯和己内酯的摩尔比为(1～3):1。

9、优选的，所述i型胶原蛋白和所述聚l-丙交酯-己内酯的质量比为1:(0.5～1)。

10、优选的，所述铸膜液中，所述i型胶原蛋白的质量百分含量为3～5％。

11、优选的，所述成膜的环境温度为16～26℃；所述成膜的环境相对湿度为40～70％；所述成膜的溶剂挥发的时间为48～72h。

12、优选的，所述矿化液中，所述ca2+的摩尔浓度为1.67mmol/l；所述聚天冬氨酸的质量浓度为5mg/ml；所述hpo42-的摩尔浓度为9.5mmol/l。

13、优选的，所述矿化液中还包括na+和cl-；所述na+的摩尔浓度为150mmol/l；所述cl-的摩尔浓度为153.34mmol/l。

14、优选的，所述矿化的温度为16～26℃；所述矿化的时间为24h。

15、本发明提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的改性胶原屏障膜，包括由i型胶原蛋白和聚l-丙交酯-己内酯物理交联得到的交联膜，所述交联膜包括正面和反面，所述交联膜的反面为所述交联膜与所述模具接触形成的粗糙表面，所述交联膜的正面为所述交联膜远离所述模具形成的光滑表面；以及在所述交联膜反面形成的矿化物沉积层，所述矿化物沉积层由矿化液与i型胶原蛋白反应得到。

16、本发明提供了一种改性胶原屏障膜的制备方法，包括以下步骤：将i型胶原蛋白和聚l-丙交酯-己内酯溶解于挥发性极性溶剂中，得到铸膜液；将所述铸膜液浇铸于模具中成膜，得到交联膜；所述交联膜包括正面和反面，所述交联膜的反面为所述交联膜与所述模具接触形成的粗糙表面，所述交联膜的正面为所述交联膜远离所述模具形成的光滑表面；将所述交联膜的反面浸渍于矿化液中矿化，在所述交联膜的反面表面形成矿化物沉积层，得到所述胶原屏障膜；所述矿化液中包括ca2+、聚天冬氨酸和hpo42-。本发明提供的制备方法以i型胶原蛋白和聚l-丙交酯-己内酯为共同作为铸膜液原料，通过挥发性极性溶剂溶解上述两种原料促进i型胶原蛋白和聚l-丙交酯-己内酯在溶液中实现分子层面的混合，在成膜时i型胶原蛋白和聚l-丙交酯-己内酯之间通过交联从而形成结构稳定的交联膜，为成骨细胞提供稳定的增殖空间和足够的增殖时间；最后通过矿化液的矿化处理，在交联膜的反面沉积形成矿化物沉积层，能够促进骨髓间充质干细胞在膜表面的黏附及铺展。综上，本发明提供的制备方法得到的改性胶原屏障膜通过i型胶原蛋白和聚l-丙交酯-己内酯为原料降低了成本，简化制备工艺；同时通过包括ca2+、聚天冬氨酸和hpo42-的矿化液的矿化作用促进成骨相关细胞在膜表面的黏附及铺展，最终切实解决缺牙患者的骨缺损修复需求。

17、同时，本发明提供的制备方法采用铸膜液湿法成膜，通过成膜时模具的个性化定制，能够实现胶原屏障膜制备的个性化方案，应用更为便捷。

技术特征：

1.一种改性胶原屏障膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，采用乌式粘度计测定时，所述聚l-丙交酯-己内酯的粘度为0.6～2.65dl/g。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述聚l-丙交酯-己内酯由l-丙交酯和己内酯聚合得到，所述l-丙交酯和己内酯的摩尔比为(1～3):1。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述i型胶原蛋白和所述聚l-丙交酯-己内酯的质量比为1:(0.5～1)。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铸膜液中，所述i型胶原蛋白的质量百分含量为3～5％。

6.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述成膜的环境温度为16～26℃；所述成膜的环境相对湿度为40～70％；所述成膜的溶剂挥发的时间为48～72h。

7.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述矿化液中，所述ca2+的摩尔浓度为1.67mmol/l；所述聚天冬氨酸的质量浓度为5mg/ml；所述hpo42-的摩尔浓度为9.5mmol/l。

8.根据权利要求1或7所述制备方法，其特征在于，所述矿化液中还包括na+和cl-；所述na+的摩尔浓度为150mmol/l；所述cl-的摩尔浓度为153.34mmol/l。

9.根据权利要求1或7所述制备方法，其特征在于，所述矿化的温度为16～26℃；所述矿化的时间为24h。

10.权利要求1～9任一项所述的制备方法制备得到的改性胶原屏障膜，其特征在于，包括由i型胶原蛋白和聚l-丙交酯-己内酯物理交联得到的交联膜，所述交联膜包括正面和反面，所述交联膜的反面为所述交联膜与所述模具接触形成的粗糙表面，所述交联膜的正面为所述交联膜远离所述模具形成的光滑表面；以及在所述交联膜反面形成的矿化物沉积层，所述矿化物沉积层由矿化液与i型胶原蛋白反应得到。

技术总结
本发明属于生物材料制备技术领域，具体涉及一种改性胶原屏障膜及其制备方法。本发明提供的制备方法：将I型胶原蛋白和聚L‑丙交酯‑己内酯溶解于挥发性极性溶剂中，得到铸膜液；将所述铸膜液浇铸于模具中成膜，得到交联膜；将所述交联膜的反面浸渍于矿化液中矿化，得到所述胶原屏障膜；所述矿化液包括Ca<supgt;2+</supgt;、聚天冬氨酸和HPO<subgt;4</subgt;<supgt;2‑</supgt;。本发明提供的制备方法得到的改性胶原屏障膜以I型胶原蛋白和聚L‑丙交酯‑己内酯为原料，不仅降低了成本，力学性能较好，为骨髓间充质干细胞提供稳定的增殖空间和足够的增殖时间；同时通过矿化液的矿化作用促进成骨细胞在膜表面的黏附及铺展，最终切实解决缺牙患者的骨缺损修复需求。

技术研发人员：杨国利,胡金星,张晶,王莹,俞舟,陈朝真
受保护的技术使用者：浙江大学医学院附属口腔医院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27