[发明专利]可用于牙周治疗的血糖感应控释药物的支架材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可用于牙周治疗的血糖感应控释药物的支架材料及其制备方法，属于组织工程支架技术领域。

背景技术

牙周炎是糖尿病的重要并发症之一，易造成糖尿病患者牙周组织破坏。在糖尿病患者中，血糖控制不良即血糖异常升高的状况较为常见，可导致常规治疗后牙周组织修复不良。较明显的牙周组织缺损往往需要手术治疗才能收到较好的疗效，而患者的术后血糖控制不良状况会影响导致牙周炎症介质增高，降低牙周组织愈合能力。高血糖促进体内炎症介质如肿瘤坏死因子（TNF-α）水平增高，是抑制组织修复的重要原因。应用具有抗炎功能的蛋白如TNF-α抗体等可有效改善牙周组织缺损修复状况。

因此采用的支架材料不仅需要形成利于牙周组织细胞生长的形态结构，还要具备在高糖状态下抗炎性质，才更适合糖尿病患者的牙周组织缺损修复。

目前应用某些高分子物质为基质，通过交联等方法能使材料具有一定葡萄糖感应功能。S·卡比兰等（CN101360987）应用可结合葡萄糖的硼酸酯和一种阳离子物质为基质制备出一种葡萄糖感应材料，该材料可在不同浓度葡萄糖存在时微形态发生变化，具有传感器作用；杨文胜等（CN101140258）应用以硝酸基纤维膜为基体，联用葡萄糖氧化酶制备出具有葡萄糖敏感的膜性材料，平均孔径（0.2-1.2）μm。但现有材料未能形成利于牙周组织细胞长入的支架结构及适宜孔隙，且制备方法会影响药物蛋白的活性，不适宜用于制备用于牙周治疗的血糖感应控释药物的支架材料。

季铵化壳聚糖是常用的一种感应材料，将其与葡萄糖氧化酶交联后具有良好的葡萄糖感应性能。天然可降解物质如胶原、明胶、纤维蛋白、海藻酸钠的生物相容性及降解性好，并具有形成网状支架形态的特性，且通过调节浓度、用量等因素能改变支架的孔隙结构。因此，应用天然可降解物质联合季铵化壳聚糖、葡萄糖氧化酶能够制备出较理想的应用于牙周组织的支架材料。而改变反应体系及制备环节，更适合制备能够负载抗炎蛋白的血糖感应支架材料。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种可应用于牙周治疗的血糖感应控释药物的支架材料及其制备方法，其特点是以季铵化壳聚糖为主要基质，形成适合牙周组织细胞长入的网状结构，包埋葡萄糖氧化酶并负载抗炎蛋白，能在血糖浓度异常时，迅速显著释放药物，能解决现有血糖感应材料难以同时具有适合牙周组织细胞长入的孔隙结构以及良好的血糖感应控释蛋白药物的功能，难以在填补缺损空间同时发挥抵抗高糖炎症状态作用的问题。

本发明的目的采用以下技术措施实现，其中所述原料份数除特殊说明外，均为重量份数。

可用于牙周治疗的血糖感应控释药物的支架材料的起始原料由以下组分组成：

其中，天然可降解物质为胶原、明胶、纤维蛋白、海藻酸钠蛋白质中的至少一种。

可用于牙周治疗的血糖感应控释药物的支架材料的制备方法包括以下步骤：

1）季铵化壳聚糖的制备

在室温条件下，将壳聚糖∶异丙醇=1∶8～15的质量比加入反应釜中，用碱调节溶液pH=8～13，水浴升温至75～99℃，加入浓度为5～10wt%的2，3-环氧丙基三甲基氯化铵水溶液5～15份，恒温反应12～24h，产物用丙酮泡洗、抽滤、并冷冻干燥、得到季铵化壳聚糖；

2）可用于牙周治疗的血糖感应控释药物的支架材料的制备

将胶原或明胶或纤维蛋白溶于0.5～5%稀盐酸溶液或0.1～1%稀醋酸溶液或将海藻酸钠蛋白质溶于双蒸水中形成浓度为0.1～5wt%的溶液，以碱调节溶液pH=6.5～7.5，按照天然可降解物质溶液10～20份、季铵化壳聚糖10～20份、葡萄糖氧化酶1～5份、抗炎蛋白5～15份的比例加入反应釜中，在温度4℃下，以500～5000rpm搅拌10～30min获得均匀溶液，在溶液中滴加磷酸钠2～6份，再将上述液体加入有冷淋剂的设备中，保持恒温4℃的塑料模具中，在温度-20℃放置2～4h，温度-80℃冷冻24～48h，温度-100℃冷冻干燥，制得载药支架材料；

3）支架材料经Co⁶⁰照射消毒后储存于温度4℃的设备中。

该支架材料以季铵化壳聚糖为主要基质，形成适合牙周组织细胞长入的网状结构，孔隙大小为50～150μm，包埋葡萄糖氧化酶并负载抗炎蛋白，能在血糖浓度异常11～15mmol/L以上时，迅速显著释放药物。

结构表征与性能测试：

1、采用Jeol JSM-5400LV型扫描电镜对可用于牙周治疗的血糖感应控释药物的支架

材料进行测试，结果详见图1～5所示。