一种多功能可注射光固化复合水凝胶及其制备方法

本发明属于牙周炎治疗的材料领域，具体涉及一种多功能可注射光固化复合水凝胶及其制备方法。

背景技术：

1、牙周炎是一种常见的由菌斑引起的炎症性疾病，可引起炎症性牙周骨组织吸收[1,2]。如不及时治疗可能导致牙齿脱落，极大地影响患者的生活质量，此外，牙周炎可引起或加重多种全身性疾病的慢性炎症，如慢性肾病、心血管疾病、糖尿病[3,4]。有研究表明，牙周炎的治疗可以促进全身疾病的恢复，这凸显了牙周炎治疗具有重大的经济和医疗价值。炎性微环境对牙周病的发生发展影响重大，过度的炎症刺激会引起牙周组织不可逆的破坏，如牙槽骨失、牙龈退缩等。因此如何在炎性微环境下控制或消除炎症从而减少牙周组织的破坏并促进牙周组织的再生是口腔领域研究的重点。

2、人β-防御素1(humanβ-defensin 1,hbd1)是一种内源性阳离子抗菌肽，具有广谱抗菌活性、抑制炎症、免疫趋化等重要功能[5,6]。hbd1主要由上皮细胞分泌，广泛存在于口腔(包括牙龈、舌、唾液腺黏膜等上皮组织)中，其表达在微生物或炎症刺激下上调。天然情况下hbd1来源不足，而体外重组合成的hbd1价格昂贵且不能持续稳定地发挥作用；而且其氨基酸序列长而难以生产和纯化，局限了其应用。pep-b(acpiftkiqgtcyrg)是hbd1的功能性片段[7]，已被验证具有与hbd1全长蛋白相当的抗菌活性，因其分子量小，能够更易于合成制造、修饰优化和储存和管理，使其成为加速其临床转化和应用的理想候选药物。申请人前期研究验证了pep-b能减轻lps刺激的干细胞的炎症反应，并促进炎症状态下的干细胞的成骨/成牙本质分化，能在炎症损失组织的修复和再生方面发挥潜在作用[8]。

3、甲基丙烯酰化壳聚糖(csma)是一种经甲基丙烯酸酐改性的壳聚糖衍生材料，是一种可靠的药物控释材料，具有优异的可注射性，可充填形状不规则的组织缺损，在紫外光下可交联形成凝胶修复局部组织，可作为一种载体应用于牙周炎领域[9,10]。

4、本发明背景技术中所引证的文件列表如下：

5、1.darveau,r.p.,periodontitis:a polymicrobial disruption of hosthomeostasis.nat rev microbiol,2010.8(7):p.481-90.

6、2.hajishengallis,g.,periodontitis:from microbial immune subversion tosystemic inflammation.nat rev immunol,2015.15(1):p.30-44.

7、3.hickey,n.a.,et al.,exploring the putative interactions betweenchronic kidney disease and chronic periodontitis.crit rev microbiol,2020.46(1):p.61-77.

8、4.li,x.,et al.,systemic diseases caused by oral infection.clinmicrobiol rev,2000.13(4):p.547-58.

9、5.valore,e.v.,et al.,human beta-defensin-1:an antimicrobial peptideof urogenital tissues.j clin invest,1998.101(8):p.1633-42.

10、6.pazgier,m.,et al.,human beta-defensins.cell mol life sci,2006.63(11):p.1294-313.

11、7.sharma,r.,et al.,activity of human beta defensin-1and its motifagainst active and dormant mycobacterium tuberculosis.appl microbiolbiotechnol,2017.101(19):p.7239-7248.

12、8.shi,j.,et al.,therapeutic potential of synthetic humanβ-defensin1short motif pep-b on lipopolysaccharide-stimulated human dental pulp stemcells.mediators of inflammation,2022.2022:p.6141967.

13、9.pellá,m.c.g.,et al.,chitosan-based hydrogels:from preparation tobiomedical applications.carbohydr polym,2018.196:p.233-245.

14、10.zhang,y.,et al.,mechanically enhanced composite hydrogel scaffoldfor in situ bone repairs.biomater adv,2022.134:p.112700.

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，并提供一种多功能可注射光固化复合水凝胶及其制备方法。本发明具有优异的流动性、可注射性和光固化性，该复合水凝胶生物相容性良好，局部应用于牙周炎的治疗后，可降低牙周组织炎症反应，从而减少牙周组织的破坏，促进牙周组织再生。该复合水凝胶具有治疗效果好、生物安全性高、无细菌失衡等诸多优点，为牙周炎治疗提供新的思路。

2、本发明所采用的具体技术方案如下：

3、第一方面，本发明提供了一种多功能可注射光固化复合水凝胶的制备方法，具体如下：

4、利用苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚磷酸锂水溶液溶解甲基丙烯酰化壳聚糖，得到第一溶液；将β防御素小分子多肽pep-b水溶液滴加至所述第一溶液中，充分混合后得到具有可注射性和光固化性的多功能可注射光固化复合水凝胶。

5、作为优选，所述苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚磷酸锂水溶液和β防御素小分子多肽pep-b水溶液均用双蒸水配置。

6、作为优选，所述β防御素小分子多肽pep-b水溶液的浓度为1mg/ml。

7、作为优选，所述苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚磷酸锂水溶液的质量分数为0.25％。

8、作为优选，通过在60℃下加热溶解得到所述苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚磷酸锂水溶液。

9、作为优选，所述第一溶液中甲基丙烯酰化壳聚糖的质量分数为0.5％。

10、作为优选，在避光条件下制备所述第一溶液。

11、进一步的，在温度60℃、搅拌速度500rpm条件下制备所述第一溶液。

12、作为优选，将所述β防御素小分子多肽pep-b水溶液滴加至第一溶液中后，于500rpm搅拌速度下搅拌4小时，以制备得到多功能可注射光固化复合水凝胶。

13、第二方面，本发明提供了一种利用第一方面任一所述制备方法制备得到的多功能可注射光固化复合水凝胶。

14、本发明相对于现有技术而言，具有以下有益效果：

15、本发明通过使用pep-b和cmsa(甲基丙烯酰化壳聚糖)制备了一种多功能可注射光固化复合水凝胶材料，该复合水凝胶具有良好的流动性、可注射性和光固化性能。实验结果表明该复合水凝胶的生物相容性良好，局部应用于牙周炎的治疗后，可降低牙周组织炎症反应，从而减少牙周组织的破坏，促进牙周组织再生。该复合水凝胶具有治疗效果好、生物安全性高、无细菌失衡等诸多优点，为牙周炎治疗提供新的思路。