[发明专利]一种基于壳聚糖的牙周局部药物缓释水凝胶及其应用

说明书

技术领域

本发明属于局部药物缓释载体制备技术领域，具体涉及一种基于壳聚糖的温敏型水凝胶，该水凝胶通过与药物阿司匹林和促红细胞生成素(EPO)复合，局部应用于牙周炎模型，既能够控制牙周炎症，又能够促进牙周组织再生，因而可以作为一种牙周局部药物缓释系统，应用于牙周基础治疗后的药物治疗。

背景技术

牙周炎是菌斑微生物与宿主免疫系统间复杂的相互作用所致的炎症性疾病，由牙周炎引起的牙槽骨吸收是成人失牙的首位原因。有研究表明牙周炎不仅会造成牙的丧失，同时也会影响全身系统健康。作为牙周炎致病菌，牙龈卟啉单胞菌(porphyromonas gingivalis,Pg)能引发肠道菌群的改变，导致肠上皮通透性的增加，并引发系统炎症而导致内毒素血症的发生，进而增加了患动脉粥样硬化、不良妊娠结局(早产儿、低体重儿等)、风湿性关节炎、吸入性肺炎以及癌症等的风险。因此，牙周炎与人类的身体健康和生活质量密切相关。现有的牙周治疗手段如牙周基础治疗、翻瓣术、自体骨移植术，以及引导组织再生术(guided tissue regeneration,GTR)等仅能减少牙周袋和根分叉损害的探诊深度，部分恢复牙周附着，而不能促使遭到破坏的牙周组织完全恢复其生理结构和功能。因此，寻找一种既能控制牙周炎症，并能进一步实现牙周组织再生与修复的治疗手段仍是该领域面临的世界级难题。

牙周炎治疗的关键，一方面是抑制牙周炎症；另一方面是促进牙周组织再生，而现有治疗方法很难同时实现上述要求。牙周致病菌引起的炎症反应导致牙周组织的破坏。已有研究证明，阿司匹林(Aspirin)通过PI3K/Akt、ERK和NF-κB信号通路抑制炎症发生，且促红细胞生成素(EPO)能够促进细胞增殖和骨形成。因此，以Aspirin抑制牙周炎症、EPO促进牙周组织再生有望治疗牙周炎。

炎症牙周组织缺损大多不规则，溶液状态的凝胶可以方便地充盈到缺损的各个位点。凝胶固化后，可提供空间维持并缓释活性因子。壳聚糖-甘油磷酸钠-明胶温敏型水凝胶是生物可降解的，且降解产物无毒副作用，因此无须二次手术取出植入材料，具有机体环境友好的特点。此外，壳聚糖具有抑菌特性，有助于控制牙周炎局部微环境；甘油磷酸钠作为成骨诱导液成分之一，还能促进细胞成骨向分化；明胶富含胶原成分，具有补充炎症降解的细胞外基质和诱导成骨的能力。综上，以壳聚糖-甘油磷酸钠-明胶可注射温敏型水凝胶作为牙周炎治疗的局部用药缓释载体，同时负载抗炎药物阿司匹林和EPO，具有较好的研究前景和应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于壳聚糖的牙周局部药物缓释水凝胶及其应用。通过与传统药物阿司匹林和促红细胞生成素复合，不仅能够控制牙周炎模型的局部炎症反应，同时还能够促进牙周组织的再生，有望实现牙周组织再生修复的目标。

本发明前期将阿司匹林溶于盐酸溶液中并将壳聚糖溶解于此溶液中，EPO溶于甘油磷酸钠的水溶液中，通过加入明胶溶液使其在特定温度下，迅速交联凝胶化得到载阿司匹林和促红细胞生成素的温敏型水凝胶，表面孔径约为40～70μm。该载药水凝胶体系局部应用于牙周炎模型后，能够控制牙周炎症并促进牙周组织的再生。

本发明采用的原料都是商业上可以直接买到的物质，不需要进一步处理，按照一定比例直接混合即可，因此实验操作简便，危险性小，并且具有良好的实验重复性，可以批量生产，同时具有机体环境友好的特点。

本发明所述的基于壳聚糖的载阿司匹林和EPO的温敏型水凝胶制备，可通过以下步骤获得：(1)各成分溶液的配制与纯化；(2)载阿司匹林和EPO的壳聚糖温敏型水凝胶的凝胶化。

(1)水凝胶各组分溶液的配制：将20～40mg阿司匹林加入到20～40mL的0.1mol/L盐酸溶液中，并加入0.4～0.8g的壳聚糖，搅拌均匀得到含阿司匹林的壳聚糖溶液；再将1～2g的β-甘油磷酸钠加入到2～4mL的去离子水中，并加入6000～10000U的促红细胞生成素EPO，搅拌均匀得到含促红细胞生成素EPO的β-甘油磷酸钠溶液；将20～100mg明胶加入到10～20mL的去离子水中，搅拌均匀得到明胶溶液；

(2)载阿司匹林和EPO的壳聚糖温敏型水凝胶的凝胶化：向2～4mL含阿司匹林的壳聚糖溶液中逐滴加入含促红细胞生成素EPO的β-甘油磷酸钠溶液和明胶溶液，搅拌均匀后，置于34～40℃的恒温水浴锅中进行凝胶，从而得到本发明所述的一种基于壳聚糖的牙周局部药物缓释水凝胶；三种溶液的体积比为8～12：1～3：0.25～1。

附图说明