[发明专利]一种自矿化胶原膜、制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种自矿化胶原膜、制备方法与应用，自矿化胶原膜包括GBR胶原膜，在GBR胶原膜上交联聚阴离子。自矿化胶原膜通过下述方法制备得到：(1)浓度为2～10mg/mL的聚阴离子的聚电解质溶液，调节溶液的pH＝6.0；(2)化学交联剂溶解于(1)的溶液中,常温下静置1～15min，调节pH＝7.0得到待交联聚电解质溶液；(3)GBR胶原膜置于(2)的待交联聚电解质溶液中，常温下反应1～15min即得自矿化胶原膜。本发明的自矿化胶原膜用于制备骨修复材料、成骨材料或骨材料的应用。本发明的自矿化膜植入体内后，能够自发地富集体液中的钙、磷离子并逐步诱导纤维内矿化，实现胶原膜从韧性材料向刚性材料的体内转化。

技术领域

本发明属于引导骨组织再生技术领域，具体涉及一种自矿化胶原膜、制备方法与应用。

背景技术

炎症、外伤等原因导致的牙槽骨缺损在口腔临床实践中十分常见，其直接后果是牙齿的脱落及种植术前的骨量不足。

引导骨组织再生(guided bone regeneration,GBR)技术是治疗牙周病引起的骨丢失及种植术前骨增量的常用手段。由此可见，GBR技术的核心在于性能优越的引导骨再生膜的应用。但是这种胶原膜仍然存在以下问题亟待改进：①易受特异性酶的影响而水解，物理屏障功能易遭到破坏；②机械强度不足，空间维持能力较差；③缺乏细胞可识别的位点，在软硬组织愈合方面无明显促进作用。因此构建兼具屏障功能、空间维持功能、骨传导性和骨诱导性的GBR膜是扩大其适应症并提高其临床成功率的关键。

为了解决GBR膜机械性能差、降解速度快的问题，有学者使用物理，化学交联及羟基磷灰石等无机填料与胶原共混的方法处理胶原膜，但这些方法对机械强度，耐酶解性能及骨传导性能的提升效果有限。

同时，随着刚度的提高，往往导致材料韧性的下降。纤维内矿化以后，胶原膜的脆性增大、塑形性降低，在植入时无法实现与骨缺损区的贴合。如何改进纤维内矿化技术，在保持GBR膜植入时有良好的韧性及操作性的同时，又能够在植入后增加膜的强度、控制其降解，持续良好的成骨空间，成为解决这一问题的关键。在前期研究中，我们模拟天然矿化过程，使用高分子量聚丙烯酸(High molecular weight polyacrylic acid，HPAA)模拟成骨过程中非胶原蛋白的调控作用，与Ca²⁺、HPO₄^2-聚集形成无定形矿物质纳米前体；诱导矿化前体在胶原纤维内部间隙定向沉积、晶化，形成了羟基磷灰石在胶原内部有序沉积的纤维内矿化模式，我们将其称为纤维内仿生矿化技术。

那么如何通过结合体内外矿化研究，评价改性胶原膜的自矿化潜能及其与机械性能及耐酶解性能间的相关关系，并确定自矿化的具体机制等问题亟待解决。

本项目的完成将有望通过一种简单可行的交联技术形成兼具物理屏障功能、自矿化功能和骨诱导功能的生物化功能性膜材料，以扩大GBR技术的适应症，提高其成功率。针对该问题的探索也必将为生理性及病理性矿化的本质提供参考和借鉴。

发明内容

针对现有技术的缺陷或不足,本发明的目的在于提供一种自矿化胶原膜、制备方法与应用，本发明的自矿化膜植入体内后，能够自发地富集体液中的钙、磷离子并逐步诱导纤维内矿化，实现胶原膜从韧性材料向刚性材料的体内转化。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案包括：

一种自矿化胶原膜，包括GBR胶原膜，在GBR胶原膜上交联聚阴离子。

可选的，所述的聚阴离子通过羧基交联在GBR胶原膜的胶原分子上。

可选的，所述的聚阴离子为聚丙烯酸，分子量为450kDa。

可选的，所述自矿化胶原膜通过下述方法制备得到：

(1)浓度为2～10mg/mL的聚阴离子的聚电解质溶液，调节溶液的pH＝6.0；