[發明專利]一種仿牙周有序雙層結構支架材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202111033481.2
• 申請日: 2021-09-03
• 公開（公告）號: CN113559329A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 劉燕;于敏;羅聃
• 申請（專利權）人: 北京大學口腔醫學院
• 主分類號: A61L27/40
• 分類號: A61L27/40;A61L27/22;A61L27/46;A61L27/50;A61L27/56
• 代理公司: 南京中律知識產權代理事務所(普通合伙) 32341
• 代理人: 沈振濤

本發明公開了一種仿牙周有序雙層結構支架材料及其制備方法和在牙周缺損再生修復中的應用。所述支架材料是由模擬天然牙周膜平行排列的濃縮生長因子纖維支架(CGF)和模擬天然牙槽骨的三維多孔纖維內礦化膠原支架(IMC)機械結合而成。其中，所述平行排列的濃縮生長因子纖維的寬度為50?100μm，相鄰纖維間的間距為50?100μm；所述三維多孔纖維內礦化膠原支架的孔隙率為88?92％，平均孔尺度為80?200μm。本發明采用熱動力學控制的自組裝模式、光蝕刻技術和微壓印技術制備的仿牙周有序雙層結構支架材料從微納結構、機械性能、生長因子微環境等多方面成功模擬了天然牙周軟硬組織結構，可募集并誘導自體干細胞多向分化，最終實現牙周軟硬組織的協同再生修復。

技術領域

本發明屬于牙周缺損再生修復材料領域，特別涉及一種仿牙周有序雙層結構支架材料的制備方法及其在牙周缺損再生修復中的應用。

背景技術

天然牙周組織是由軟、硬組織共同構成的一個功能系統，軟組織包括牙周膜和牙齦，硬組織包括牙槽骨和牙骨質，該系統將牙齒牢固地附著于牙槽骨，承受咬合力。牙周膜主要是由有序排列的I型膠原纖維組成，主要起到緩沖作用，可抵抗牙齒受到各種機械外力導致的創傷；牙槽骨主要是由有序排列的礦化膠原纖維組成，主要為牙齒提供機械支撐作用。我國牙周炎的患病率高達90％以上，嚴重的牙周炎癥常常導致牙周支持組織的缺損，甚至導致牙齒松動脫落。天然牙周組織具有復雜的礦化與非礦化多層結構，使牙周組織的再生修復具有挑戰性。目前臨床最常用的牙周組織再生治療方法包括引導性組織再生術和植骨術，很少能達到完全的組織再生，一般僅為1-2mm，難以滿足臨床的需求。

近年來，組織工程通過支架材料搭載生長因子，構建仿生微環境，誘導干細胞增殖和分化，從而促進牙周組織再生修復，為牙周缺損的治療提供新的策略。人工支架材料的研究由來已久，從最開始模擬細胞外基質的單相材料，如膠原、殼聚糖、磷酸鈣類材料等，到后來模擬牙周軟硬組織結構的多相材料，如聚丙交酯-共-乙交酯酸/磷酸鈣雙層支架、聚己內酯/聚乙醇酸雙層支架、水凝膠三層支架，但這些材料都有其局限性，不能真正模擬天然牙周組織的微納拓撲結構，導致牙周再生效果不理想。理想的牙周組織替代材料應能模擬天然牙周軟硬組織的微納結構和機械性能，具有良好的生物相容性和生物可降解性，提供良好的生長因子微環境，募集宿主干細胞并誘導細胞多向分化。

發明內容

發明目的：為了解決上述問題，本發明基于天然牙周組織有序結構，利用仿生自組裝技術合成天然牙槽骨樣的三維多孔纖維內礦化膠原支架，利用平行光刻板合成天然牙周膜樣的平行排列濃縮生長因子支架，最后利用微壓印技術形成仿牙周組織有序雙層結構支架材料，還提供了該仿生支架材料在牙周缺損再生修復中的應用。

技術方案：為達到上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

一種仿牙周有序雙層結構支架材料，所述有序雙層結構支架材料包括上層的平行排列濃縮生長因子纖維(模擬天然牙周膜)和下層的三維多孔纖維內礦化膠原支架(模擬天然牙槽骨)。其中，所述濃縮生長因子纖維的寬度為50-100μm，相鄰纖維間的間距為50-100μm；所述三維多孔纖維內礦化膠原支架的孔隙率為88-92％，平均孔尺度為80-200μm。

所述仿牙周有序雙層結構支架材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將平行排列的濃縮生長因子(CGF)纖維壓印到三維多孔纖維內礦化膠原(IMC)支架表面，速凍后凍干，即得到雙層支架中間體；

(2)將雙層支架中間體置于溶液中交聯，結束后沖洗，凍干，即得到三維仿牙周有序雙層結構的支架材料(CGF/IMC)。

作為具體實施方案或者優選方案：

步驟(1)中，所述壓印的時間為5-10min；速凍時間為2-3min；凍干條件為-90～-105℃，0.12-0.45mBar，凍干時間為2-4h；