[发明专利]用于修复牙周炎骨缺损的芯-壳同轴纳米纤维及其制备方法与用途

说明书

本发明公开了用于修复牙周炎骨缺损的芯‑壳同轴纳米纤维及其制备方法与用途，以普朗尼克F127为原材料、白藜芦醇为模型药物，用薄膜水化工艺制备载白藜芦醇聚合物胶束，并通过同轴静电纺丝工艺制备负载白藜芦醇及骨形态发生蛋白‑2(BMP‑2)的芯‑壳同轴纳米纤维；由于纤维的芯、壳层同时负载具有不同生物学活性和功能的药物，通过调控纳米纤维的结构调节芯层和壳层药物的释放顺序和浓度，实现药物的联合应用，其对脂多糖(LPS)诱导的牙周膜细胞炎症因子表达的抑制作用，以及其对RAW264.7细胞破骨分化过程的抑制作用为临床上牙周病的治疗提供新思路。

技术领域

本发明属于缓释生物材料领域，具体涉及用于修复牙周炎骨缺损的芯-壳同轴纳米纤维及其制备方法与用途。

背景技术

牙周炎一种是由局部因素引起的慢性炎症性疾病，炎症的浸润和发展最终导致牙槽骨吸收、牙齿松动脱落，革兰氏阴性厌氧菌的细胞壁外膜毒力因子脂多糖(Lipopolysaccharide，LPS)是牙周炎进展过程中的重要致病因素。免疫学研究发现，LPS可以通过机体的固有免疫反应使白介素-1β(IL-1β)、白介素-8(IL-8)等促炎因子的表达升高，进而促进破骨细胞分化和成熟，最终造成牙槽骨吸收。因此，抑制炎症相关因子的表达是阻止破骨细胞生成的前提。

破骨细胞来源于单核/巨噬细胞系统，是一种终末分化的多核巨细胞，作为体内唯一发挥骨吸收作用的细胞，对于维持骨量和骨组织稳态具有重要意义。骨髓中的单核巨噬细胞体系被认为是破骨前体细胞，在巨噬细胞集落刺激因子(Macrophage colonystimulating factor，M-CSF)和核因子kappaB受体活化因子配体(Receptor activator ofNF-κBligand，RANKL)的作用下，破骨前体细胞被吸引至骨吸收位点，进而分化为成熟的破骨细胞。研究表明，核因子κB(Nuclear factorκB，NF-κB)在破骨前体细胞的分化过程中具有重要意义。因此，干扰NF-κB通路的信号传递，抑制破骨前体细胞活化，进而减少破骨细胞生成，是抑制牙周炎牙槽骨吸收的有效手段。

白藜芦醇(Resveratrol，RES)是一种多酚类植物抗毒素，具有抗炎、抗氧化、抗肿瘤等多重药理功效。研究表明，白藜芦醇对骨关节炎、心肌炎等炎症性疾病有良好的治疗效果。此外，白藜芦醇可以作用于NF-κB信号通路，显著性减少实验性牙周炎的破骨细胞生成和牙槽骨丧失。然而，白藜芦醇极低的水溶性、在胃肠道内较快的代谢速率，使得其生物利用度低，在体内应用受到限制。聚合物胶束等载体的应用可以有效地提高白藜芦醇水溶性，同时其纳米级别的粒径使其易于被细胞摄取和利用，进而更好地发挥抗炎效果。

然而，对于已经发生的牙周骨组织破坏，在抑制破骨进程之后，还需要促进缺损组织的再生，才能实现牙周缺损组织的修复。骨组织修复与重建需要多种生长因子的调控，而其中骨形态发生蛋白-2(Bone morphogenetic protein-2，BMP-2)表现出较强的骨诱导性。研究表明在骨缺损处局部应用BMP-2可促进相邻组织骨化，进而促进缺损愈合。因此，控制破骨细胞生成、抑制骨吸收进展，并促进牙周骨缺损再生是全面治疗牙周病的关键。然而，目前临床上的治疗手段难以同时达到以上效果。

发明内容

为克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供用于修复牙周炎骨缺损的芯-壳同轴纳米纤维及其制备方法与用途，以普朗尼克(Pluronic)F127(泊咯沙姆407)为原材料、白藜芦醇(Resveratrol)为模型药物，应用薄膜水化工艺制备载白藜芦醇聚合物胶束(RES-PMs)，并通过同轴静电纺丝技术构建具有芯-壳结构的纳米纤维膜。将胶束负载到纳米纤维的壳层，芯层负载BMP-2，纤维的芯、壳层可以同时负载具有不同生物学活性和功能的药物，通过调控纳米纤维的结构，可以调节芯层和壳层药物的释放顺序和浓度，实现药物的联合应用；本发明制备负载白藜芦醇及BMP-2的同轴纳米纤维对LPS诱导的牙周膜细胞(Periodontalligamentcell，PDLC)炎症因子表达的抑制作用，以及其对RAW264.7细胞破骨分化过程的抑制作用，为临床上牙周病的治疗提供新思路。