一种静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于医用材料领域，具体涉及一种抗感染医用可载药物的牙周组织再生材料以及其制备方法。
【背景技术】
[0002]自1984年Rokkane首先将PGA (聚羟基乙酸)用于骨科临床以后，生物降解可吸收材料的实验及临床研究得到迅猛发展，并取得一定的成果。目前在创伤骨科中这类材料得到迅速发展。牙周组织处于口腔的潮湿微环境中，龈沟液的不断渗出，牙周组织中大量的致病菌。这些因素导致牙周炎的治疗与创伤骨的治疗有显著的不同，因此，用于牙周手术的人工替代材料比创伤骨的材料要求要高。
[0003]在牙周手术中常用的人工替代材料有骨粉及GTR (引导组织再生)膜。本发明制备聚乳酸/海藻酸盐/纳米银纤维膜，意在满足牙周手术的临床需求，提高手术成功率，改善功能恢复，降低复发率。
[0004]本发明针对牙周病的特点有别于传统的骨科材料，选择了合适的药物载体支架聚乳酸，并采用喷涂的方法对聚乳酸表面添加海藻酸盐粒子，改善材料的细胞相容性及亲水性。另外，海藻酸盐有明显的成骨作用，这对于伤口的愈合将起到一定的辅助作用。针对牙周病易复发并且需要长期维持疗效的特点，我们可以选择长期缓慢释放并且不易产生耐药性的纳米银进行抑菌，或通过纤维负载抗生素类药物，以期达到降低牙周病复发率的作用。
[0005]创伤骨材料中组要的功能是促进骨愈合。在牙周病中，对于材料的要求更高，牙周组织骨缺损一旦形成，将难以恢复到原来高度，因此，往往需要添加各种生长因子等诱导材料。本研究选用海藻酸盐可溶解于稀乙酸水溶液，聚乳酸为脂溶性，本实验采用乳液电纺，将两种液体混合。水溶性药物可加载于海藻酸盐溶液里，脂溶性药物可加载于聚乳酸材料里进行电纺，纳米级颗粒可直接如纳米银一样喷洒到材料表面。脂溶性、水溶性、及纳米颗粒均可结合到支架材料上。因此，本发明对于这类材料今后添加多种药物进行修饰或功能改善有很大的意义，拥有广阔的发展前景。
[0006]牙周手术后组织愈合往往是形成上皮再生愈合，这将提高牙周病的复发率。因此，牙周替代材料比创骨材料的要求要更高，必须具备一定机械性能阻挡上皮细胞长入缺损组织。GTR膜的作用可以将上皮组织阻挡在外，并且允许牙周膜或者成骨源性细胞优先占领修复区域，以对缺损区域进行修复。本发明采用多种方法获得的具有纳米结构特征的共混复合纤维层为双组份结构，不利于细胞粘附的聚乳酸与牙龈组织直接接触；利于细胞增殖的海藻酸盐与骨组织接触，利于成骨。另外，我们采用海藻酸盐对材料进行改性，材料弹性变低，容易保持手术后空间，足以维持组织修复的空间，降解速度则通过改变使用聚乳酸的分子量和调节海藻酸钠的用量获得适当的配比来满足实际使用的要求。
[0007]在众多的3D支架中，静电纺丝一直是一个研究的热点。静电纺丝比其他的3D支架拥有一下优势:1、高孔隙率；2、大比表面积；3、静电纺丝纤维的结构与细胞外基质具有很好的相似性。细胞外基质提供细胞生长的基本条件比如增殖、迀移、新陈代谢等。本实验在采用这种技术制备材料的同时，也在技术上进行改进，选用多种成型技术制备一定的复合纤维结构从而有效地克服单纯静电纺丝成型所得纤维毡不均匀的不足。
[0008]本发明是在充分考虑牙周病的致病机制、治疗及预后等特点的基础上提出的。材料的结构及成分利于牙周组织术后恢复、功能恢复及降低复发率。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是提供一种一种静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料，它是一种新型医用可载药物的牙周组织再生材料，其结构特征与牙周膜纤维相似，材料成分利于骨组织形成，可用于牙周手术后促进组织再生，提高手术疗效。
[0010]本发明所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料，是由以下组分制成的静电纺丝纤维材料:聚乳酸，占99?50%重量百分比，作为主体支架材料；以及海藻酸钙，占I?50%重量百分比，作为调节材料降解速率及改善聚乳酸降解速率的调节材料；所述聚乳酸重均分子量为IX 104-9X 107g/mol，所述海藻酸钠的分子量为I X 104_9 X 106g/mol。
[0011]根据本发明所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料的进一步特征，所述聚乳酸与海藻酸钙形成复合纤维结构，选自以下之一:海岛、皮芯、偏心或者并列复合结构。
[0012]根据本发明所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料的进一步特征，所述聚乳酸与海藻酸钙形成纤维与微球复合结构；所述纤维或颗粒的直径为0.05ym~3.0Oym0
[0013]根据本发明所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料的进一步特征，所述聚乳酸和海藻酸盐是分别配制成独立的溶液体系单独制备成型的，其中海藻酸钙为纤维状或膜状或颗粒状，聚乳酸为复合层状结构、互穿结构或包覆结构。
[0014]根据本发明所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料的进一步特征，所述聚乳酸是通过以下方法之一来配制的:静电纺丝法、膜裂法、熔喷复合纺丝法、离心纺丝法、离心静电纺丝发、冷冻干燥法、液致分相法、闪蒸法。
[0015]根据本发明所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料的进一步特征，所述海藻酸盐是通过以下方法之一来配制的:静电喷涂和浸渍、静电浸渍工艺。
[0016]根据本发明所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料的进一步特征，所述聚乳酸和海藻酸盐是通过配制成混合乳液一次制备成型的。
[0017]本发明还提供了所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料的制备方法。
[0018]本发明所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料的制备方法，包括以下步骤:
Α.向聚乳酸的溶剂中加入1~10%的表面活性剂、高分子材料，高速搅拌形成乳化体系;
B.加入海藻酸钠溶液，高速乳化一定时间后加入聚乳酸，溶解，均化，脱泡；
C.所配制的溶液采用但不限于静电纺丝、膜裂法、熔喷复合纺丝方法、离心纺丝、离心静电纺丝、冷冻干燥、液致分相、闪蒸法等方法制备所述可载药牙周组织材料；
所述聚乳酸的溶剂是选自:氯仿、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、六氟异丙醇、六环戊二烯、四氢呋喃的一种或一种以上的组合。
[0019]所述表面活性剂是非离子型表面活性剂，选自:吐温、司盘。
[0020]所述表面活性剂是离子型表面活性剂，选自:十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠。所述高分子材料是选自:聚乙稀醇、聚乙稀卩比略烧酮、CMC、聚丙稀酸。
[0021]该乳液体系中，按照海藻酸盐与聚乳酸质量比例分别为1~50:100~50的比例制取相应的膜材料。
[0022]优选地，本发明所述的静电纺丝纤维可载药牙周组织再生材料的制备方法包括以下步骤:
A.聚乳酸溶液的制备:将聚乳酸溶解于溶剂中，配成质量分数为5~40%的溶液，脱泡后备用；所述聚乳酸的溶剂是选自:氯仿、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、六氟异丙醇、六环戊二烯、四氢呋喃的一种或一种以上的组合
B.海藻酸钠溶液的制备:将海藻酸钠溶解蒸馏水或者氢氧化钠/尿素/硫脲的混合溶剂中，配成质量分数为4~15%的溶液中，脱泡后备用。
[0023]C.海藻酸钠/聚乳酸乳液制备:在配制好的聚乳酸溶液中加入0.1-10% (质量比)的表面活性剂(一种或两种及两种以上)，在500~8000r/min的高速机械搅拌作用10~120min后，滴加海藻酸钠溶液，滴加速度为10d/min，当所有海藻酸钠溶液滴加完后于500~8000r/min的机械搅拌下均质30~60min，静置，脱泡，备用。
[0024]D.在配制好的聚乳酸溶液中加入0.1~10% (质量比)的表面活性剂(一种或两种及两种以上)，在500~8000r/min的高速机械搅拌作用10~120min后，滴加海藻酸钠溶液，滴加速度为10d/min，当所有海藻酸钠溶液滴加完后于500~8000r/min的机械搅拌下均质30~60min，静置，脱泡，备用。
[0025]E.将聚乳酸溶液与海藻酸钠溶液或聚乳酸/海藻酸钠乳液采用静电纺丝成型从同一喷