[发明专利]一种可注射生物水凝胶及其制备方法与应用

说明书

本发明属于生物医药领域，具体涉及一种可注射生物水凝胶及其制备方法与应用，本发明通过将牙髓进行脱细胞处理，得脱细胞牙髓基质；脱细胞牙髓基质经干燥制粉、酶解消化，得脱细胞牙髓基质消化液；调节脱细胞牙髓基质消化液的pH和离子强度，制得可注射生物水凝胶。本发明脱细胞牙髓基质消化液在成胶之前具有很好的流动性，将其注射到根管系统中在体温的温度条件下能够固化成凝胶，从而解决现有根管内再生组织的精确尺寸、形状和三维填充等技术难题，且本发明水凝胶能够诱导功能性牙髓的再生。

技术领域

本发明属于生物医药领域，具体涉及一种可注射生物水凝胶及其制备方法与应用。

背景技术

牙髓病和根尖周病是常见的口腔疾病，发病率高、流行度广，占口腔门诊量60％以上。牙髓病和根尖周病的病因多与感染或外伤相关，其发生不仅会引起咀嚼器官的疼痛与肿胀，还会导致患牙的牙髓组织不可逆性坏死与功能丧失。牙髓病和根尖周病的传统治疗手段是根管治疗，包括对根管进行清理、成形、消毒及充填，治疗目的是控制感染与终止炎症，但无法实现牙髓组织再生与功能恢复。正常的牙髓具有形成、营养、感觉及防御4种基本功能，无髓牙则丧失牙髓的生理功能，牙齿发育终止，容易折断，最终导致患牙丢失，严重影响患者的生活质量及心理健康。因此，促进牙髓的再生与功能恢复具有重要的临床意义。

目前临床上可用的牙髓再生治疗法是“牙髓血运重建术”，该方法应用根管锉刺激根尖乳头出血引导干细胞进入根管系统，同时血凝块充当生物支架促进干细胞的增殖和分化。虽然“牙髓血运重建术”能实现部分病例根尖周炎的愈合和牙根的形成，但组织学研究发现，根管内再生的组织并非真正的牙髓组织，而是骨组织和类牙骨质等牙周组织。因此，目前再生功能性牙髓仍然是牙体牙髓病学的一个重大挑战和尚未攻克的难点。

牙髓再生需依靠干细胞移植来提供充足的种子细胞。然而，单纯的干细胞移植细胞存活率低，缺乏调控的细胞会分化为骨样组织或牙周样组织，而非牙髓样组织。因此，目前临床上可用的“牙髓血运重建术”不能再生真正的牙髓组织。因此，牙髓再生需联合应用支架材料作为干细胞移植的载体，为干细胞提供适合特定组织再生的微环境。此外，根管系统是细窄的管道结构，管径可小至几十微米，要实现支架材料在根管系统的三维填充，要求支架材料具有流动性和可注射性。

为此，国内外众多学者通过组织工程的方法，为干细胞移植寻找合适的载体支架材料。目前应用于牙髓再生研究的支架材料主要有人工合成高分子材料及天然材料两大类。人工合成高分子材料通常具有较好的力学强度及加工性能，但亲水性和细胞活性较差，体内降解缓慢。如胶原、明胶、透明质酸等天然高分子材料与细胞外基质相似度高，或本身就是细胞外基质的组成部分，但在促进牙髓组织再生或作为干细胞移植载体方面的作用较局限。而天然材料如牙髓，由于牙髓形态固定，不具有形态可适应性，难以填充到形态细小且复杂多变的根管系统，不能为细胞提供三维生长环境，严重限制了其临床转化及应用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种可注射生物水凝胶及其制备方法与应用，本发明通过将牙髓组织中的细胞成分去除获得脱细胞牙髓基质，并通过酶解消化以及pH、离子强度的调控，使脱细胞牙髓基质消化液发生凝胶化转变，本发明水凝胶能够在牙齿根管系统中固位，并呈现天然牙髓组织的三维微纳结构，为牙髓再生提供稳定的局部微环境，诱导功能性牙髓的再生。

基于上述目的，本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种可注射生物水凝胶的制备方法，包括如下步骤：

(1)将牙髓进行脱细胞处理，得脱细胞牙髓基质；

(2)脱细胞牙髓基质经干燥制粉，得脱细胞牙髓基质粉末；

(3)脱细胞牙髓基质粉末经酶解消化，得脱细胞牙髓基质消化液；

(4)调节脱细胞牙髓基质消化液的pH和离子强度，制得可注射生物水凝胶，即脱细胞牙髓基质水凝胶。