一种微纳米双层结构抗菌支架及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种微纳米双层结构抗菌支架及其制备方法和应用，属于口腔医用制品技术领域。本发明专利技术提供的微纳米双层结构抗菌支架的制备方法，包括如下步骤：(1)将聚羟基脂肪酸酯材料与纳米抗菌药物混合，加入有机溶剂溶解，得到聚羟基脂肪酸酯溶液；(2)将聚羟基脂肪酸酯溶液倒入模具中，将装有聚羟基脂肪酸酯溶液的模具浸入所述聚羟基脂肪酸酯材料的不良溶剂中，进行溶液置换，得到半固体支架；(3)所述半固体支架经冷冻干燥后，得到微纳米双层结构抗菌支架。本发明专利技术提供的微纳米双层结构抗菌支架具有良好的细胞相容性和抗菌性，能有效促进牙龈成纤维细胞的粘附增殖并减少伤口的细菌感染。感染。感染。

【技术实现步骤摘要】
一种微纳米双层结构抗菌支架及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及口腔医用制品
，尤其涉及一种微纳米双层结构抗菌支架及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]软组织增量是种植手术和义齿修复前的标准步骤，由Friedman在1957年提出的膜龈手术中实现。该手术可维持足量的角化龈或附着龈组织，防止牙龈附着的进一步丧失。自体组织在牙龈宽度、厚度、美学和长期稳定性方面是传统软组织增量手术的金标准。但使用自体组织需要开辟第二术区，供区可用软组织量较为有限，移植瓣易收缩与受区不匹配、并发症(如疼痛、出血、肿胀等)发生率高，因此软组织增量技术最大的挑战之一仍是开发牙龈组织替代物。
[0003]理想的牙龈组织替代物应具有良好的生物相容性、抗菌性、机械稳定性、操作简便性、生物降解同步性等特点，以实现组织再生。遗憾的是，目前还没有商品化的软组织工程产品能够完美地应用于口腔软组织。
[0004]生物膜制品如胶原蛋白基质虽然具有很高的生物相容性，但机械强度低，降解速率难以控制，结构易崩塌，具有引起严重免疫原性和炎症的风险，其成分作为口腔细菌的营养物质也可能引发伤口感染。而合成聚合物膜力学性能更为优异，但生物相容性较低，膜体常引起机体排异反应，影响软组织再生的速度，修复效果也不理想。
[0005]聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates，PHA)是由微生物合成的一种生物材料，在生物体内主要是作为碳源和能源的储存物质而存在，具有类似合成高分子材料的物化特性及合成高分子材料所不具备的生物可降解性、生物相容性等优秀性能。与聚乳酸(Polylactic acid，PLA)或聚乳酸
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羟基乙酸(Poly(lactic
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co
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glycolic acid)，PLGA)相比，PHA的主要降解产物3HB(3
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羟基丁酸酯)，其pH值更接近7，更中性，在长期植入方面表现更好。已有大量研究发现PHA制备的组织工程支架在骨、软骨、心脏瓣膜、血管、神经等组织或器官修复方面取得了良好的效果。但聚羟基脂肪酸酯作为一种微生物合成的生物材料，易掺杂产PHA革兰阴性菌的细胞壁特殊结构内毒素，对人体细胞具有毒性作用。传统抗菌药物的使用也存在许多问题：如耐药性、低稳定性、低口服生物利用度和较差的药物靶向性等等。因此，制备一种功能理想、结构独特的支架材料用于牙龈组织再生仍然是一个巨大的挑战。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种微纳米双层结构抗菌支架及其制备方法和应用，解决了现有软组织再生技术中生物制品膜易发生细菌感染、机械强度低，聚合物膜生物相容性低、易引发机体排异反应，传统抗菌药物稳定性差、口服生物利用度低、药物靶向性较差的技术问题。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供以下技术方案：
[0008]本专利技术提供了一种微纳米双层结构抗菌支架的制备方法，包括如下步骤：
[0009](1)将聚羟基脂肪酸酯材料与纳米抗菌药物混合，加入有机溶剂溶解，得到聚羟基脂肪酸酯溶液；
[0010](2)将聚羟基脂肪酸酯溶液倒入模具中，将装有聚羟基脂肪酸酯溶液的模具浸入所述聚羟基脂肪酸酯材料的不良溶剂中，进行溶液置换，得到半固体支架；
[0011](3)所述半固体支架经冷冻干燥后，得到微纳米双层结构抗菌支架。
[0012]优选的，所述聚羟基脂肪酸酯材料是经过脱毒和提纯后的材料；所述聚羟基脂肪酸酯材料包括聚
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β
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羟基丁酸酯、聚(3
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羟基丁酸
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co
‑4‑
羟基丁酸)、聚羟基丁酸戊酸共聚酯、聚羟基丁酸己酸共聚酯、聚羟基丁酸十一酸共聚酯和聚羟基癸酸十二酸共聚酯中的一种或几种。
[0013]优选的，所述纳米抗菌药物包括纳米银、纳米二氧化硅、纳米氧化锌、纳米钴、纳米硒和纳米镉中的一种或几种。
[0014]优选的，所述有机溶剂包括氯仿、二氯甲烷和四氢呋喃中的一种或几种；所述聚羟基脂肪酸酯材料的不良溶剂包括无水乙醇、无水甲醇和丙酮中的一种或几种。
[0015]优选的，所述聚羟基脂肪酸酯材料与纳米抗菌药物的质量比为10:0.25～2。
[0016]优选的，步骤(2)中所述溶液置换的时间为5～8h。
[0017]本专利技术还提供了一种由上述制备方法得到的微纳米双层结构抗菌支架。
[0018]优选的，所述微纳米双层结构抗菌支架包括微米孔结构层和纳米孔结构层；所述纳米抗菌药物被修饰在微米孔结构层中。
[0019]优选的，所述微米孔结构层中微米孔的孔径为1～10μm；所述纳米孔结构层中纳米孔的孔径为200～800nm；所述微米孔结构层与纳米孔结构层的厚度比为6～8:1～3。
[0020]本专利技术还提供了一种所述的微纳米双层结构抗菌支架作为制备口腔软组织修复材料或药物中的应用。
[0021]本专利技术提供的微纳米双层结构抗菌支架，由修饰有纳米抗菌药物的微米孔结构层和纳米孔结构层构成。其中，微米孔结构层为三维贯通“大”孔结构，孔径在1～10μm之间，孔隙率为60％～90％，其上修饰有抗菌药物的纳米颗粒，并在其表面均匀分布，用于引导软组织再生并在复杂口腔环境中抵抗多种细菌对伤口的侵袭。纳米孔结构层为相对致密的“小”孔结构，孔径在200～800nm之间，起机械屏障作用避免软组织长入硬组织(骨组织)，同时允许营养物质的交换流通。本专利技术提供的微纳米双层结构抗菌支架具有良好的细胞相容性和抗菌性，能有效促进牙龈成纤维细胞的粘附增殖并减少伤口的细菌感染，显示出其在口腔软组织再生工程中的巨大潜力。
[0022]本专利技术提供的微纳米双层结构抗菌支架能用于软组织大面积缺损的快速修补，同时保护软组织缺损面，并允许暴露使用，大大增加了使用范围。适合作为增加天然牙、修复体或种植牙周围的角化龈或附着龈组织时的填充材料。例如，在延期种植的拔牙窝封闭时使用(拔除符合拔牙指征并有种植需求的牙齿后，拔牙窝内充填骨粉，使用本专利技术的抗菌支架封闭拔牙窝)、在复杂修复术前进行附着龈增宽(长期牙列缺损易导致肌肉纤维及韧带牵拉长入，附着龈变窄，移除肌肉、瘢痕纤维韧带后，修剪并放置本专利技术的抗菌支架，固定，待血管、软组织长入)等等。
附图说明
[0023]图1为实施例1的P34HB+0.5％ZnO抗菌支架的微米孔结构层的扫描电镜结构图，比例尺5μm，放大倍数5000倍；
[0024]图2为实施例1的P34HB+0.5％ZnO抗菌支架的纳米孔结构层的扫描电镜结构图，比例尺5μm，放大倍数5000倍；
[0025]图3a～d为实施例1的P34HB+0.5％ZnO抗菌支架的X射线能谱分析图，比例尺为2.5μm，其中，图3a为抗菌支架上碳、氧、锌三种元素的微观分布图，图3b为碳元素在抗菌材料上的微观分布图，图3c为氧元素在抗菌材料上的微观分布图，图3d为锌元素在抗菌材料上的微观分布图；
[0026]图4为实施例2中人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微纳米双层结构抗菌支架的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将聚羟基脂肪酸酯材料与纳米抗菌药物混合，加入有机溶剂溶解，得到聚羟基脂肪酸酯溶液；(2)将聚羟基脂肪酸酯溶液倒入模具中，将装有聚羟基脂肪酸酯溶液的模具浸入所述聚羟基脂肪酸酯材料的不良溶剂中，进行溶液置换，得到半固体支架；(3)所述半固体支架经冷冻干燥后，得到微纳米双层结构抗菌支架。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚羟基脂肪酸酯材料是经过脱毒和提纯后的材料；所述聚羟基脂肪酸酯材料包括聚
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羟基丁酸酯、聚(3
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羟基丁酸
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羟基丁酸)、聚羟基丁酸戊酸共聚酯、聚羟基丁酸己酸共聚酯、聚羟基丁酸十一酸共聚酯和聚羟基癸酸十二酸共聚酯中的一种或几种。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述纳米抗菌药物包括纳米银、纳米二氧化硅、纳米氧化锌、纳米钴、纳米硒和纳米镉中的一种或几种。4.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙玉春，陈国强，张旭，周永胜，王勇，陈凡凡，赵梓帆，翟文茹，
申请(专利权)人：北京大学口腔医学院，
类型：发明
国别省市：