[发明专利]一种生物矿化材料及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种对羟基磷灰石(HAP)具有吸附作用并能诱导羟基磷灰石再矿化的生物矿化材料及其制备方法与应用。

背景技术

随着人们口腔健康意识的提高，治疗因脱矿引起的牙齿疾病的临床技术需求迅速增加。人体内的牙釉基质蛋白和牙本质磷蛋白等有机基质在牙齿的脱矿与再矿化的平衡过程中起着重要的作用，使用模拟有机基质功能的材料治疗脱矿疾病已成为一种重要手段。目前，模拟有机基质诱导牙本质再矿化的材料包括生物大分子，脂质体，囊泡，单分子膜，自组装膜，胶束，凝胶等体系，但在应用过程中存在一定程度疗效不稳定、长效性差、易脱落、填充材料力学性能与周围正常组织不匹配等缺点，因此，重建矿物牙体硬组织结构和力学性能是一个极待解决的问题。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种新型的生物矿化材料及其制备方法，本发明的再一目的是证明所述生物矿化材料兼具吸附羟基磷灰石(HAP)和诱导羟基磷灰石再矿化的功能，为治疗或预防龋病、牙齿敏感症(DH)等齿科疾病提供新的医用材料。

本发明所述生物矿化材料，其结构式如下：

上述结构式中，是端基为羧基的聚酰胺-胺树枝状聚合物，ALN是阿仑膦酸钠药物单元，结构式如下：

所述n是端基为羧基的聚酰胺-胺树枝状聚合物的代数，n＝3、4、5、6、7或8，所述m为阿仑膦酸钠药物单元的个数，m＝1、2或3。

本发明所述生物矿化材料的制备方法，步骤如下：

(1)端基为羧基的聚酰胺-胺树枝状聚合物的合成

①配制第一种溶液

以整代聚酰胺-胺树枝状聚合物为溶质，以二甲基亚砜为溶剂，所述溶质与溶剂的配比以溶质的浓度为50～100克/升溶液为限，在常压、室温下将所述溶质溶解在所述溶剂中，即形成第一种溶液；

②配制第二种溶液

以丁二酸酐为溶质，以二甲基亚砜为溶剂，所述溶质与溶剂的配比以溶质的浓度为300～600克/升溶液为限，在常压、室温下将所述溶质溶解在所述溶剂中，即形成第二种溶液；

③合成

第一种溶液与第二种溶液的配比为：第一种溶液中的整代聚酰胺-胺树枝状聚合物的氨基与第二种溶液中的丁二酸酐的摩尔比为1∶5，在氮气保护下将第二种溶液滴加到第一种溶液中，于室温、常压合成反应至少24小时，反应时间届满后，经透析、过滤、减压蒸馏、冷冻干燥，获端基为羧基的聚酰胺-胺树枝状聚合物；

(2)聚酰胺-胺树枝状聚合物羧基的部分活化

以步骤(1)制备的端基为羧基的聚酰胺-胺树枝状聚合物为溶质，以二甲基甲酰胺为溶剂，配制端基为羧基的聚酰胺-胺树枝状聚合物溶液(二甲基甲酰胺的量能使端基为羧基的聚酰胺-胺树枝状聚合物完全溶解即可)，将端基为羧基的聚酰胺-胺树枝状聚合物溶液在氮气保护下于0～5℃搅拌至少0.5小时，然后加入二环己基碳二亚胺并搅拌至少0.5小时，二环己基碳二亚胺的加入量以二环己基碳二亚胺与所述聚酰胺-胺树枝状聚合物溶液中的端基为羧基的聚酰胺-胺树枝状聚合物的摩尔比为2～5∶1为限，

继后滴入琥珀酰亚胺与二甲基甲酰胺配制成的溶液(二甲基甲酰胺的量能使琥珀酰亚胺完全溶解即可)，所述溶液的滴入量以该溶液中琥珀酰亚胺与二环己基碳二亚胺的摩尔比为1∶1为限，所述溶液滴加完毕后将反应体系密封，在室温下反应至少24小时，反应时间届满后，过滤掉副产物二环己基脲，得到羧基被部分活化为酰亚胺活性酯的聚酰胺-胺树枝状聚合物溶液；

(3)生物矿化材料的合成

以阿仑膦酸钠水溶液(其浓度无特别要求)和步骤(2)制备的羧基被部分活化为酰亚胺活性酯的聚酰胺-胺树枝状聚合物溶液为原料，所述两种溶液的配比以其各自所含阿仑膦酸钠与羧基被部分活化为酰亚胺活性酯的聚酰胺-胺树枝状聚合物的摩尔比＝5～8∶1为限，

在搅拌下将所述羧基被部分活化为酰亚胺活性酯的聚酰胺-胺树枝状聚合物溶液滴入阿仑膦酸钠水溶液中，于室温、常压反应至少48小时，反应时间届满后，经透析、过滤、减压蒸馏、冷冻干燥，获生物矿化材料。

上述方法中，整代聚酰胺-胺树枝状聚合物的代数为3、4、5、6、7或8。

实验证明：本发明所述生物矿化材料在去离子水溶液中和PBS缓冲液中，均对羟基磷灰石(HAP)具有良好的吸附效果；本发明所述生物矿化材料可以诱导羟基磷灰石在磨耗牙本质块表面沉积和结晶。因此，本发明所述生物矿化材料可作为牙本质原位再矿化诱导剂应用。