一種脫鈣人牙基質(zhì)材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種脫鈣人牙基質(zhì)凝膠劑及制備方法。該凝膠劑能制備成不同形狀的多孔支架，可對(duì)牙基質(zhì)很好的塑形，使牙基質(zhì)更好地適用于骨缺損、骨不連、骨組織萎縮、骨折、骨愈合不良等疾病的治療，并持續(xù)有效的發(fā)揮其誘導(dǎo)骨生成、促進(jìn)骨修復(fù)、促進(jìn)傷口收斂的作用。
【背景技術(shù)】
[0002]1965年，美國(guó)的Urist發(fā)現(xiàn)脫鈣骨基質(zhì)能夠誘導(dǎo)骨和軟骨的形成，并形成了以骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)為核心的骨誘導(dǎo)修復(fù)理論。此后，國(guó)內(nèi)外開發(fā)出一系列來(lái)源于生物體的成骨材料，主要有自體骨材料和同種異體骨。自體骨無(wú)排異，有良好的骨誘導(dǎo)活性，是植骨材料的金標(biāo)準(zhǔn)。但自體骨的移植會(huì)給患者帶來(lái)二次創(chuàng)傷，還會(huì)導(dǎo)致供骨區(qū)的功能缺失，另外自體骨治療骨缺損對(duì)較大范圍的缺損治療有局限性，也受到患者體質(zhì)和年齡的限制；而同種異體骨雖然使用方便，但因?yàn)槊庖咴詥?wèn)題較容易引起排異反應(yīng)從而導(dǎo)致治療失敗，常面臨二次手術(shù)的問(wèn)題。隨著對(duì)BMP研宄的進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)BMP可以誘導(dǎo)異位成骨。重組rh-BMP有骨誘導(dǎo)的作用，但易于在體內(nèi)擴(kuò)散稀釋和被蛋白酶降解，難以長(zhǎng)期在體內(nèi)發(fā)揮成骨作用，目前還沒有發(fā)現(xiàn)合適的載體，導(dǎo)致其臨床應(yīng)用受限。脫鈣人牙基質(zhì)材料是一種含有BMP、膠原蛋白、羥基磷灰石的天然復(fù)合物，具有具骨誘導(dǎo)活性，分層降解，可保障各種體質(zhì)人群高質(zhì)量成骨。當(dāng)材料植入機(jī)體后，其所含骨誘導(dǎo)因子BMP通過(guò)與間充質(zhì)細(xì)胞中的受體與信號(hào)分子結(jié)合進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，在植入?yún)^(qū)局部發(fā)出基因調(diào)控信號(hào)，誘導(dǎo)間充質(zhì)細(xì)胞分化成為軟骨細(xì)胞及骨細(xì)胞。后經(jīng)過(guò)軟骨基質(zhì)沉淀，血管長(zhǎng)入，骨髓及骨髓腔分化形成等過(guò)程，最終誘導(dǎo)新骨形成。
[0003]殼聚糖是甲殼素脫乙酰產(chǎn)物，是一種聚氨基陽(yáng)離子的多糖，具有良好的生物相容性、可降解，無(wú)毒副作用和無(wú)免疫原性。殼聚糖植入人體后可被酶水解，水解產(chǎn)物無(wú)免疫原性，其結(jié)構(gòu)與細(xì)胞外基質(zhì)中的糖胺聚糖相似，在體內(nèi)不會(huì)形成纖維包膜，異物反應(yīng)低?？伤苄詮?qiáng)，具備良好的溶脹性能，能制備成適應(yīng)不同骨缺損修復(fù)要求的多孔支架。殼聚糖本身具有強(qiáng)化免疫功能，加快創(chuàng)傷愈合，促進(jìn)間充質(zhì)細(xì)胞的粘附與增殖分化。
[0004]絲素蛋白是一種纖維狀蛋白，具有多孔性和較高的吸水性，生物相容性高且可降解。絲素蛋白與殼聚糖制備的復(fù)合生物工程支架，可改善殼聚糖的韌性以及材料的吸水性，改善材料的抗壓性能和親水性。
[0005]脫鈣人牙基質(zhì)材料現(xiàn)通過(guò)科學(xué)的方法適當(dāng)?shù)奶幚?，得到了能夠誘導(dǎo)骨生成、促進(jìn)骨組織形成與修復(fù)一種新型的骨誘導(dǎo)材料。該材料對(duì)骨不連、骨組織萎縮吸收、骨折愈合不良及大面積的骨缺損等病癥的治療具有良好的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的之一是提出一種脫鈣人牙基質(zhì)材料，使牙基質(zhì)填充到骨缺損、骨不連、骨組織萎縮、骨折、骨愈合不良等病部位，發(fā)揮其誘導(dǎo)骨生成、促進(jìn)骨修復(fù)、促進(jìn)傷口收斂的作用。
[0007]本發(fā)明的目的之二是提出上述脫鈣人牙基質(zhì)材料的制備方法。
[0008]本發(fā)明的發(fā)明目的之一是通過(guò)人牙基質(zhì)、殼聚糖和絲素蛋白交聯(lián)實(shí)現(xiàn)的。該脫鈣人牙基質(zhì)材料包括殼聚糖、及殼聚糖質(zhì)量30%~70%的人牙基質(zhì)和10%~20%的絲素蛋白，所述脫鈣人牙基質(zhì)材料經(jīng)EDC、NHS交聯(lián)后凍干制備而成。
所述牙基質(zhì)為用廢棄的人牙制備的骨修復(fù)材料，為采用以下方法制備的:
(1)經(jīng)過(guò)5%次氯酸鈉消毒的人原牙材料機(jī)械方法去除牙釉質(zhì)、牙骨質(zhì)及齲壞牙體等，保留牙本質(zhì)，粉碎為10-140目顆粒；
(2)將粉碎后的顆粒狀牙本質(zhì)除雜質(zhì)后，放入5倍體積的1:1氯仿甲醇中浸泡30分鐘；
(3)清潔流水漂洗4小時(shí)后放入5倍體積的0.6 M HCl中浸泡18~24小時(shí)；
(4)無(wú)菌去離子水反復(fù)漂洗漂洗后獲得牙基質(zhì)。
[0009]本發(fā)明的發(fā)明目的之二是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種制備上述牙脫鈣人牙基質(zhì)材料的制備方法，其特征在于，該方法包括如下步驟:
(1)將殼聚糖溶于2%乙酸溶液中，制成3%殼聚糖溶液
(2)在上述殼聚糖溶液中，加入殼聚糖質(zhì)量30%~70%牙基質(zhì)，機(jī)械粉碎得殼聚糖/牙基質(zhì)混合納米楽.料；
(3)稱取一定量的絲素蛋白粉于80°C溶解于CaCl2:C2H5OH:H20溶液(濃度比1:2:8)中，透析24 h，低溫濃縮，制備1%的絲素蛋白溶液；
(4)邊劇烈攪拌邊加入殼聚糖質(zhì)量10120%的絲素蛋白溶液，制備混合漿料，倒入模具中；
(5)于一80-- 20°C冷凍2~5天，凍干得到初制牙基質(zhì)多孔支架；
(6)將初制多孔支架浸入2%NaOH的乙醇溶液中24h，去離子水清洗至中性，浸入含EDC,NHS (濃度比為2:1)的95%乙醇水溶液中，于4°C下交聯(lián)過(guò)夜。去離子水沖洗至無(wú)溶劑殘留；
(7)于一80~ - 20°C冷凍48 h，凍干得到脫鈣人牙基質(zhì)多孔支架；
(8)切割，真空包裝，滅菌、滅病毒，制得脫鈣人牙基質(zhì)材料成品。
[0010]所述殼聚糖為市售醫(yī)用殼聚糖，其脫乙酰度為80%~95% ；
所述絲素蛋白為市售醫(yī)用絲素蛋白粉，其平均粒徑為2 μπι ;
所述脫鈣人牙基質(zhì)材料為多孔支架，其孔隙率為60°/『90%。
[0011]本發(fā)明巧妙地利用EDC、NHS將有骨誘導(dǎo)活性的脫鈣人牙基質(zhì)交聯(lián)固定在殼聚糖/絲素蛋白載體上，利用載體優(yōu)越的溶脹且可生物降解的特性，增強(qiáng)脫鈣人牙基質(zhì)的可塑性，增加脫鈣人牙基質(zhì)骨組織損傷局部的劑量，并為細(xì)胞和新生組織的生長(zhǎng)提供臨時(shí)支撐，更好地誘導(dǎo)細(xì)胞實(shí)現(xiàn)局部的定向分化和組織再生。
[0012]本發(fā)明所述的牙基質(zhì)海綿劑具有以下優(yōu)勢(shì):
1、該脫鈣人牙基質(zhì)材料是由牙基質(zhì)和殼聚糖/絲素蛋白共同作用于受損部位，人牙基質(zhì)含有骨誘導(dǎo)因子BMP，可誘導(dǎo)間充質(zhì)細(xì)胞分化為成骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞，殼聚糖/絲素蛋白可促進(jìn)間充質(zhì)細(xì)胞及生長(zhǎng)因子的粘附，因此所述脫鈣人牙基質(zhì)材料可以更好的促進(jìn)受損骨組織的修復(fù)。
[0013]2、本發(fā)明制備的脫鈣人牙基質(zhì)材料為可滿足骨組織生長(zhǎng)需求的多孔支架材料，該材料孔隙率為65~90%，為多孔貫通，在植入?yún)^(qū)形成微型三維支架，有利于血液中的細(xì)胞和生長(zhǎng)因子在其表面吸附聚集，從而引導(dǎo)并誘導(dǎo)受損骨組織的再生。
[0014]3、材料植入骨缺損區(qū)時(shí)，殼聚糖/絲素蛋白具有親水性，可以迅速接觸并粘附血液與細(xì)胞外基質(zhì)中的生長(zhǎng)因子與細(xì)胞，使牙基質(zhì)相對(duì)局限于受損部位，有效提高損傷局部骨基質(zhì)劑量。
[0015]4、牙基質(zhì)本身具有緩釋功能，經(jīng)交聯(lián)固定在殼聚糖/絲素蛋白載體上后，將進(jìn)一步形成二級(jí)緩釋，隨著殼聚糖/絲素蛋白載體被降解而逐步緩慢釋放一些牙基質(zhì)，能更小范圍，更長(zhǎng)時(shí)間維持有效牙基質(zhì)劑量。
[0016]5、該脫鈣人牙基質(zhì)材料生物相容性好，無(wú)毒副作用，可徹底生物降解，降解產(chǎn)物無(wú)免疫原性，生物安全性高。
[0017]6、該脫鈣人牙基質(zhì)材料拆開包裝即可使用，可制備成適應(yīng)不同骨修復(fù)區(qū)域所需形狀，方便臨床應(yīng)用；制備工藝簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性高，原材料來(lái)源豐富、成本低等優(yōu)勢(shì)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種脫鈣人牙基質(zhì)材料，其特征在于，該人牙基質(zhì)材料包括殼聚糖、及殼聚糖質(zhì)量30%~70%的人牙基質(zhì)和10%~20%的絲素蛋白。
2.一種脫媽人牙基質(zhì)材料，其制備方法為: (1)將殼聚糖溶于2%乙酸溶液中，制成1~3%膠原殼聚糖溶液； (2)在上述殼聚糖溶液中，加入脫媽人牙基質(zhì)，機(jī)械粉碎制成楽料； (3)邊攪拌邊加入絲素蛋白溶液混合均勻，倒入模具中預(yù)凍； (4)于一80~ - 20°C冷凍2~5天，凍干得初制多孔支架材料；(5)交聯(lián):凍干后取出浸入含1-乙基-3-(二甲基胺丙基)-碳化二亞胺(EDC )、 N-羥基丁二酰亞胺(NHS )交聯(lián)24h，凍干； (6)切割，滅病毒，真空包裝，滅菌等步驟制得牙基質(zhì)海綿劑成品。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種脫鈣人牙基質(zhì)材料及其制備方法，其特征在于，所述殼聚糖脫乙酰度為80%~95%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種脫鈣人牙基質(zhì)材料及其制備方法，其特征在于，所述脫鈣人牙基質(zhì)材料為多孔支架，孔隙率為65%~90%。
【專利摘要】本發(fā)明屬于醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型脫鈣人牙基質(zhì)多孔支架及其制備方法。該多孔支架包括脫鈣人牙基質(zhì)、殼聚糖和絲素蛋白復(fù)合物，所述脫鈣人牙基質(zhì)材料按照不同的含量比例與殼聚糖/絲素蛋白交聯(lián)。該脫鈣人牙基質(zhì)可制備為成骨所需不同形狀和不同孔隙率的多孔支架，適用于骨缺損、骨不連、骨組織萎縮、骨折、骨愈合不良等疾病的治療，從而發(fā)揮其誘導(dǎo)骨生成、促進(jìn)骨修復(fù)、促進(jìn)傷口收斂的作用。制備工藝穩(wěn)定，易于控制。
【IPC分類】A61L27-50, A61L27-36, A61L27-20, A61L27-54, A61L27-22, A61L27-56
【公開號(hào)】CN104800884
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510089391
【發(fā)明人】李佳楠, 王明璐
【申請(qǐng)人】深圳市光明創(chuàng)博生物制品發(fā)展有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2015年2月27日