[发明专利]一种胶原/聚乙烯醇/掺铁介孔生物玻璃和聚乙烯醇双层水凝胶材料及其制备方法

说明书

本发明涉及胶原/聚乙烯醇/掺铁生物玻璃纳米颗粒水凝胶的制备方法,其制备过程包括：胶原溶液、聚乙烯醇溶液共混，加入经溶胶‑凝胶法制得的掺铁介孔生物玻璃，放置于‑20℃下24小时形成水凝胶后，再添加一层聚乙烯醇溶液，再次放置于‑20℃下24小时可形成双层水凝胶。本发明所制备的胶原/聚乙烯醇/掺铁介孔生物玻璃和聚乙烯醇双层水凝胶材料在医学领域有很大的应用前景，其双层结构能有效引导牙槽骨再生并阻挡牙龈长入，可作为引导牙周组织再生膜用于口腔牙周组织再生及治疗种植体周围炎等。

技术领域

本发明涉及一种胶原/聚乙烯醇/掺铁介孔生物玻璃和聚乙烯醇双层水凝胶材料及其制备方法，所述双层水凝胶可用于口腔牙周组织再生。

背景技术

构建针对牙周组织缺损功能性重建的引导牙周组织再生(GTR)材料已成为临床再生医学和生物材料领域中重点研究的方向之一。理想的GTR材料需要同时兼有主动诱导牙周组织修复再生的能力、屏障牙龈上皮根向移行、可调控降解速度和生物安全性能。胶原制备的可降解GTR/GBR材料，已被证明能促进人牙周膜细胞和成骨细胞的生长，且对牙周缺损有一定的修复效果，但仍存在力学强度不足和不能特异性调控细胞(促进牙周膜/成骨细胞增殖分化，抑制牙龈细胞粘附生长)的能力。通过在胶原中加入适量聚乙烯醇(PVA),不仅能增强材料的力学性能，还能发挥特异性调控细胞的能力。前期研究我们发现了PVA和胶原在一定比例下最适合于细胞生长，而单纯PVA则能抑制细胞粘附，所以本发明采用了双层水凝胶结构。其中一层采用PVA和胶原复合，并引入生物活性材料掺铁生物玻璃，胶原中引入生物玻璃能够显著提升人牙周膜细胞的增殖能力和其成骨基因的表达；引入铁成分能进一步增强生物玻璃的细胞活性和纤连蛋白的黏附能力，并参与巨噬细胞的免疫调节功能，在局部炎症反应和修复再生的平衡中发挥关键作用。另一层采用单纯PVA水凝胶，模拟结合上皮的作用，减少牙龈细胞的附着和长入。该双层水凝胶材料能发挥双向调节作用，最终为牙周组织缺损功能性重建提供重要保证。

发明内容

为了解决上述一般GTR膜存在的问题，本发明提供了一种用于牙周组织再生修复的新型的双层水凝胶膜材料，并使之具备优异的理化性能和生物相容性。

因此，本发明的第一个方面提供一种用于引导牙周组织再生的胶原/壳聚糖/掺铁生物玻璃纳米颗粒水凝胶材料，其特征在于，所述材料具有双层结构，其中一层包含胶原和聚乙烯醇，另一层由聚乙烯醇组成。

优选的，所述包含胶原和聚乙烯醇的层中还包含掺铁介孔生物玻璃。

进一步优选的，胶原、聚乙烯醇和掺铁介孔生物玻璃纳米颗粒的重量比为(20-1)∶(20-1)∶(0-10％)；优选为1∶1∶2-10％。

进一步优选的，所述胶原为鱼胶原。

本发明的第二方面提供一种制备上述任一项所述用于引导牙周组织再生的胶原/壳聚糖/掺铁生物玻璃纳米颗粒水凝胶材料的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1，提供PVA溶液和胶原溶液，

步骤2，将PVA溶液和胶原溶液混合，然后加入或不加入掺铁介孔生物玻璃，放置后得到第一水凝胶；

步骤3，在第一水凝胶表面加入相同体积的PVA溶液，放置后得到双层水凝胶。；

优选的，所述胶原为鱼胶原，溶剂为乙酸溶液。

进一步优选的，所述PVA溶液中，溶剂为水。

进一步优选的，所述掺铁生物玻璃纳米颗粒采用溶胶-凝胶法制备。

进一步优选的，所述PVA溶液中，PVA浓度为5％-10％。

进一步优选的，所述胶原溶液中，胶原浓度为1％-10％。

进一步优选的，所述聚乙烯醇数据分子量为1万至40万，更优选为30万至40万