一种自矿化GBR膜及其制备方法技术

本申请提供一种自矿化GBR膜及其制备方法，涉及口腔种植医用材料技术领域，该自矿化GBR膜包括金属支架和设置在金属支架表面的自矿化胶原膜，该自矿化GBR膜的制备方法通过3D打印技术制备金属支架基底，在金属支架表面设置自矿化胶原膜，可以解决使用传统金属网遇到的金属网暴露问题，也可以解决使用胶原膜遇到的机械强度不足及不稳定的问题，实现未来临床的个性化精准治疗。该自矿化胶原膜涂层在结构和组成上与自然骨相似，具有良好的生物相容性和生物响应性，对外可有效防治成纤维细胞的长入、对内可促进成骨细胞的粘附，从而加速早期治愈速度，增加长期稳定性。增加长期稳定性。增加长期稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种自矿化GBR膜及其制备方法


[0001]本申请涉及口腔种植医用材料
，尤其涉及一种自矿化GBR膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]应不同患者的需求，口腔种植的应用越来越广泛，但在实际应用中常常遇到患者的骨量不足、种植体固位不良等问题。根据骨和软组织生长特点，多采用引导骨再生(Guided bone regeneration，GBR)技术进行骨扩增，GBR技术在种植术中增加牙槽骨厚度和牙槽嵴顶高度方面效果稳定。通过利用GBR膜的机械屏障作用阻挡生长速度最快的牙龈上皮细胞和成纤维细胞，使二者无法优先接触骨缺损区，为骨缺损的愈合提供一个相对封闭的组织生长空间和条件，使骨缺损区具有再生能力的成骨细胞最大限度地增殖分化，促进成骨。
[0003]临床上应用最为广泛的是Bio
‑
guide等胶原修复膜，然而对于较大面积的不规则骨缺损，由于其难以维持稳定的空间，单纯胶原膜固定的GBR技术进行骨增量效果并不理想。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种自矿化GBR膜，旨在解决现有GBR技术使用单纯胶原膜对于较大面积的不规则骨缺损，难以维持稳定的空间，骨增量效果不理想的问题。
[0005]为实现以上目的，本申请提供一种自矿化GBR膜的制备方法，所述自矿化GBR膜包括金属支架和设置在所述金属支架表面的自矿化胶原膜，所述制备方法包括：
[0006]金属支架设计：根据骨缺损区的三维形态数据，建立与所述骨缺损区相匹配的金属支架模型；
[0007]金属支架制备：根据所述金属支架模型，3D打印得到金属支架；
[0008]胶原蛋白化学沉积：以胶原蛋白溶液为电解液，所述金属支架为阴极，进行电化学沉积将所述胶原蛋白沉积在所述金属支架表面形成胶原蛋白纤维网；
[0009]胶原蛋白纤维网自矿化：将沉积了胶原蛋白的金属支架置于矿化前驱体溶液内培养，完成所述胶原蛋白纤维网的自组装过程，使其在所述金属支架的表面形成自矿化胶原膜，得到所述自矿化GBR膜。
[0010]优选地，所述矿化前驱体溶液的制备方法包括如下特征中的至少一个：
[0011]a.将钙盐无机物离子与聚合物混合均匀制备得到所述矿化前驱体溶液；
[0012]b.所述钙盐无机物离子包括：碳酸钙盐无机物离子或磷酸钙盐无机物离子；
[0013]c.所述碳酸钙盐无机物离子包括：Ca
2+
、CO
32
‑
、HCO3‑
、Mg
2+
；
[0014]d.所述磷酸钙盐无机物离子包括：Ca
2+
、PO
43
‑
；
[0015]e.所述钙盐无机物离子中的Ca
2+
的浓度为1
‑
15mM。
[0016]优选地，所述聚合物包括如下特征中的至少一个：
[0017](1)所述聚合物包括聚电解质和/或聚酸类分子；
[0018](2)所述聚合物选自聚丙烯酸、聚天冬氨酸、聚烯丙胺、酪蛋白磷酸肽中的任一种；
[0019](3)所述聚合物的浓度为5
‑
100μg/mL。
[0020]优选地，所述矿化前驱体溶液的制备方法为：
[0021]将CaCO3粉末悬浮于蒸馏水中，于15
‑
35℃通CO2气体1
‑
4h，以使CaCO3/Ca(HCO3)2平衡反应向Ca(HCO3)2推进；
[0022]过滤多余的CaCO3，于15
‑
35℃再通入CO2气体15
‑
60min，以液化残存的CaCO3；
[0023]测量并加入蒸馏水以调整Ca
2+
浓度；
[0024]加入所述聚合物和MgCl2粉末，混合均匀得到碳酸钙盐无机物离子制备得到的矿化前驱体溶液。
[0025]优选地，所述矿化前驱体溶液的制备方法为：
[0026]将CaCl2和所述聚合物粉末悬浮于蒸馏水中，边搅拌边加入Na3PO4粉末，得到磷酸钙盐无机物离子制备的矿化前驱体溶液；
[0027]优选地，其中Ca
2+
、PO
43
‑
的摩尔比为3:2，所述聚合物的浓度为10
‑
30μg/mL。
[0028]优选地，所述胶原蛋白溶液的制备方法包括如下特征中的至少一个：
[0029]A.将胶原蛋白溶解于冰醋酸溶液，得到所述胶原蛋白溶液；
[0030]B.所述冰醋酸溶液的浓度为80
‑
120mM，PH值为2.0
‑
4.0；
[0031]C.将所述胶原蛋白加入所述冰醋酸溶液在转速1000
‑
1400r/min，10℃以下搅拌24
‑
72h，得到所述胶原蛋白溶液；
[0032]D.所述胶原蛋白溶液的储存浓度为0.2
‑
2.0mg/ml；所述胶原蛋白溶液的电解浓度为0.1
‑
0.5mg/ml。
[0033]优选地，所述金属支架的材料选自钛、锌、镁中的任一种；所述金属支架的厚度为0.1
‑
5mm。
[0034]优选地，所述电化学沉积的直流电源的电流强度在0.01A
‑
0.025A范围内，控制沉积时间为3
‑
15min。
[0035]优选地，所述胶原蛋白化学沉积之前还包括金属支架的预处理，所述金属支架的预处理包括如下特征中的至少一个：
[0036]I.使用砂纸抛光打磨所述金属支架，除去金属支架表面的氧化层；
[0037]II.使用浓硫酸和浓盐酸的混合溶液进行酸处理；
[0038]III.进行超声清洗；
[0039]IV.分别使用丙酮、无水乙醇、蒸馏水依次超声清洗30min。
[0040]本申请还提供一种自矿化GBR膜，由上述的自矿化GBR膜的制备方法制备得到。
[0041]与现有技术相比，本申请的有益效果包括：
[0042]本申请提供的自矿化GBR膜包括金属支架和设置在金属支架表面的自矿化胶原膜，该自矿化GBR膜的制备方法通过3D打印技术制备金属支架基底，在金属支架表面设置自矿化胶原膜，可以解决使用传统金属网遇到的金属网暴露问题，也可以解决使用胶原膜遇到的机械强度不足及不稳定的问题，实现未来临床的个性化精准治疗。
[0043]本申请的自矿化胶原膜涂层可以通过控制电化学沉积参数如电流强度、溶质浓度、电沉积时间等来调节涂层的厚度、分布、密度等，可以精准调控自矿化胶原膜涂层的性
能。
[0044]该自矿化胶原膜涂层在结构和组成上与自然骨相似，具有良好的生物相容性和生物响应性，对外可有效防治成纤维细胞的长入、对内可促进成骨细胞的粘附，从而加速早期治愈速度，增加长期稳定性。
附图说明
[0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自矿化GBR膜的制备方法，其特征在于，所述自矿化GBR膜包括金属支架和设置在所述金属支架表面的自矿化胶原膜，所述制备方法包括：金属支架设计：根据骨缺损区的三维形态数据，建立与所述骨缺损区相匹配的金属支架模型；金属支架制备：根据所述金属支架模型，3D打印得到金属支架；胶原蛋白化学沉积：以胶原蛋白溶液为电解液，所述金属支架为阴极，进行电化学沉积将所述胶原蛋白沉积在所述金属支架表面形成胶原蛋白纤维网；胶原蛋白纤维网自矿化：将沉积了胶原蛋白的金属支架置于矿化前驱体溶液内培养，完成所述胶原蛋白纤维网的自组装过程，使其在所述金属支架的表面形成自矿化胶原膜，得到所述自矿化GBR膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述矿化前驱体溶液的制备方法包括如下特征中的至少一个：a.将钙盐无机物离子与聚合物混合均匀制备得到所述矿化前驱体溶液；b.所述钙盐无机物离子包括：碳酸钙盐无机物离子或磷酸钙盐无机物离子；c.所述碳酸钙盐无机物离子包括：Ca
2+
、CO
32
‑
、HCO3‑
、Mg
2+
；d.所述磷酸钙盐无机物离子包括：Ca
2+
、PO
43
‑
；e.所述钙盐无机物离子中的Ca
2+
的浓度为1
‑
15mM。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物包括如下特征中的至少一个：(1)所述聚合物包括聚电解质和/或聚酸类分子；(2)所述聚合物选自聚丙烯酸、聚天冬氨酸、聚烯丙胺、酪蛋白磷酸肽中的任一种；(3)所述聚合物的浓度为5
‑
100μg/mL。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述矿化前驱体溶液的制备方法为：将CaCO3粉末悬浮于蒸馏水中，于15
‑
35℃通CO2气体1
‑
4h，以使CaCO3/Ca(HCO3)2平衡反应向Ca(HCO3)2推进；过滤多余的CaCO3，于15
‑
35℃再通入CO2气体15
‑
60min，以液化残存的CaCO3；测量并加入蒸馏水...

【专利技术属性】
技术研发人员：张贞，王曼，蒋沐岐，汪其，孙亚生，
申请(专利权)人：华中科技大学同济医学院附属协和医院，
类型：发明
国别省市：