一种光固化可降解聚酯复合引导骨再生膜

摘要

本发明公开了一种光固化可降解复合引导骨再生膜及其制备方法和用途，该引导骨再生膜由生物可降解聚酯、胶原、镁粉或锌粉、光引发剂组成，由可降解聚酯充分浸润胶原后与胶原形成互穿网络结构，光固化之前具有良好的塑形性，能够适应骨缺损的形态；光固化之后，该可降解复合引导骨再生膜具有一定的支撑性能，可维持骨再生所需空间；同时生物可降解聚酯将胶原膜包裹，降低了胶原的降解速度，延长了引导骨再生膜的作用时间，为骨修复提供充足的时间，镁粉或锌粉的添加能够促进增加材料的生物相容性，提高引导骨再生膜促进骨再生能力。该引导骨再生膜是一种新型的具有支撑和屏障作用，同时能够促进骨组织再生的引导骨再生膜。

权利要求

1.一种光固化可降解聚酯复合引导骨再生膜，其特征在于：该光固化生物可降解聚酯复合引导骨再生膜由生物可降解聚酯、胶原、镁粉或锌粉、光引发剂组成，其中镁粉或锌粉与生物可降解聚酯的质量比为0.1～1:20，生物可降解聚酯和胶原的质量比是15～10:4，光引发剂与生物可降解聚酯的质量比为0.1～1:100，生物可降解复合引导骨再生膜厚度为

0.30～0.60mm，弹性模量≥200MPa。

2.根据权利要求1所述的光固化可降解聚酯复合引导骨再生膜，其特征在于，所述生物可降解聚酯是具有可聚合双键结构的乙交酯、丙交酯、己内酯的均聚物或者共聚物，所述光引发剂为2‑羟基‑甲基苯基丙烷‑1‑酮、二苯甲酮、2,4,6‑三甲基苯甲酰基‑二苯基氧化膦或

2,4,6‑三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯中的至少一种，通过蓝光或紫外光进行光照而固化。

3.根据权利要求1所述的光固化可降解聚酯复合引导骨再生膜，其特征在于，所述胶原为I型胶原或者II型胶原，正面为光滑面，反面为粗糙面。

4.根据权利要求1所述的光固化可降解聚酯复合引导骨再生膜，其特征在于，所述镁粉或锌粉的直径为1～100μm。

5.权利要求1所述的一种光固化可降解聚酯复合引导骨再生膜的制备方法，其特征在于：包括下步骤：

①将生物可降解聚酯加热至熔融态，加入适量光引发剂，充分混匀，得到混合溶液；

②将适量镁粉或锌粉加入步骤①溶液中，充分混合，得到混合溶液；

③将步骤②所得溶液涂布到胶原膜正面，充分浸润后，冷冻，保存；

④使用中，先将该生物可降解复合引导骨再生膜塑形，光固化成形即得到复合引导骨再生膜。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤①中加热操作包括水浴加热或恒温箱加热，加热温度为30～70℃；混合操作包括振荡器振荡和超声振荡；振荡器振荡转速为

1000rmp，时间为15分钟；超声振荡为60Hz，时间为20分钟；步骤②中混合操作包括振荡器振荡和超声振荡；振荡器振荡转速为1000rmp，时间为15分钟；超声振荡为60Hz，时间为20分钟。

7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述步骤③中加充分浸润条件为恒温箱加热，加热温度为30～45℃，所述步骤④中光固化条件为蓝光或紫外光固化。

8.权利要求1所述的一种光固化可降解聚酯复合引导骨再生膜，其特征在于：所述光固化可降解聚酯复合引导骨再生膜作为引导骨再生术的屏障膜。

说明书

一种光固化可降解聚酯复合引导骨再生膜

技术领域

[0001] 本发明涉及引导骨再生膜的制备技术，具体涉及一种光固化可降解聚酯复合引导骨再生膜及其制备方法和用途。

背景技术

[0002] 口腔牙周和种植手术常需应用引导骨再生技术，其中关键的材料为引导性骨再生膜，胶原膜是引导骨再生技术中被广泛应用的膜材料。胶原膜的主要成分胶原为细胞外基
质，有较好的生物相容性，并有一定的促进成骨细胞增殖、黏附和分化的能力。胶原膜能够
阻挡增殖较快的成纤维细胞和上皮细胞向骨缺损区域入侵而与成骨细胞产生竞争性抑制，
有利于成骨细胞的增殖。然而目前使用的胶原膜存在降解过快，支撑强度不足等问题。

[0003] 为增加引导骨再生膜的支撑性能，会用到钛网、聚四氟乙烯膜或二者配合使用，虽然这些引导骨再生膜具有支撑和屏障作用，但是此类材料不可降解，必须进行二次手术的
取出，增加了术区感染的风险和患者的痛苦。另外也有一些可降解引导骨再生膜的使用，如
聚乳酸和生物可降解聚酯等，但是目前这些高分子引导骨再生膜不具有可塑性，无法与骨
缺损形态完全适配，不易固定难以操作，通常需要术中利用膜钉提供机械固位，延长了手术
时长并增加了感染的风险，同时还增加了患者的痛苦和经济负担，这些不足限制了此类引
导骨再生膜的广泛使用。

[0004] 因此，研发具有屏障作用、塑形性、支撑强度并能促进骨再生的引导骨再生膜具有重要意义。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种光固化可降解聚酯复合引导骨再生膜及其制备方法和用途，以解决上述问题。

[0006] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0007] 一种光固化可降解聚酯复合引导骨再生膜，该光固化可降解聚酯复合引导骨再生膜的材质为生物可降解聚酯、胶原、镁粉或锌粉和光引发剂，其中镁粉或锌粉和生物可降解
聚酯的质量比为0.1～1:20，生物可降解聚酯和胶原的质量比是15～10：4，光引发剂与生物
可降解聚酯的质量比为0.1～1:100，生物可降解聚酯复合引导骨再生膜厚度为0.30～
0.60mm，弹性模量≥200MPa。

[0008] 优选的，生物可降解聚酯是具有可聚合双键结构的乙交酯、丙交酯、己内酯的均聚物或者共聚物。甲基丙烯酰化聚己内酯、甲基丙烯酰化聚乳酸、甲基丙烯酰化聚乙二醇之
一，通过对三臂生物可降解聚酯分子端羟基的甲基丙烯酰化而引入双键官能团，官能度为
3，分子量Mw为2000Da左右，配合使用光引发剂，可通过蓝光或紫外光光照固化。

[0009] 优选的，光引发剂为2‑羟基‑甲基苯基丙烷‑1‑酮、二苯甲酮、2,4,6‑三甲基苯甲酰基‑二苯基氧化膦或2,4,6‑三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯中的至少一种。

[0010] 优选的，胶原为I型胶原或者II型胶原。

[0011] 优选的，镁粉直径为1～100μm，锌粉直径为1～100μm。

[0012] 本发明还包括光固化生物可降解聚酯复合引导骨再生膜的制备方法，包括下步骤：

[0013] ①将生物可降解聚酯加热至熔融态，加入适量光引发剂，充分混合，得到混合溶液；②将适量镁粉或锌粉加入步骤①溶液中，充分混合，得到混合溶液；③将步骤②所得溶
液涂布到胶原膜正面，充分浸润后，冷冻，保存。④使用中，先将该可降解聚酯引导骨再生膜
塑形，然后通过光固化成形。

[0014] 优选的，步骤①中加热操作包括水浴加热或恒温箱加热，加热温度为30～70℃；混合操作包括振荡器振荡和超声振荡；振荡器振荡转速为1000rmp，时间为15分钟；超声振荡
为60Hz，时间为20分钟。

[0015] 优选的,步骤②中混合操作包括振荡器振荡和超声振荡；振荡器振荡转速为1000rmp，时间为15分钟；超声振荡为60Hz，时间为20分钟。

[0016] 优选的，步骤③中加充分浸润条件为恒温箱加热，加热温度为30～45℃。

[0017] 优选的，步骤③中加冷冻条件为冷冻温度为‑20～4℃。

[0018] 优选的，步骤④中光固化条件为蓝光或紫外光固化。

[0019] 优选的制备方法包括一下步骤：①生物可降解聚酯在37℃恒温属于过中加热至熔融态，加入适量光引发剂，光引发剂与生物可降解聚酯的质量比为0.1:100，振荡器振荡，转
速为1000rmp，时间为15分钟；超声振荡为60Hz，时间为20分钟，充分混合，得到混合溶液;

[0020] ②将适量镁粉或锌粉加入步骤①溶液中，镁粉或锌粉与生物可降解聚酯的质量比为1：20，振荡器振荡，转速为1000rmp，时间为15分钟；超声振荡为60Hz，时间为20分钟，充分
混合，得到混合溶液；

[0021] ③将步骤②所得溶液以50mg/cm2的比例均匀涂布到胶原膜正面，37℃恒温箱加热充分浸润后，4℃冷冻，保存。

[0022] ④使用中，先将该生物可降解聚酯引导骨再生膜塑形，蓝光或紫外光光固化成形，得到生物可降解聚酯复合引导骨再生膜。

[0023] 本发明还包括生物可降解聚酯复合膜的用途，用于作为种植体及牙周骨缺损保护膜、鼻中隔补膜、引导骨再生术及引导组织再生术的引导骨再生膜。

[0024] 本发明相比现有技术具有一下优点：

[0025] 本发明提供了一种光固化可降解聚酯复合引导骨再生膜及其制备方法和用途。该光固化可降解聚酯复合引导骨再生膜由生物可降解聚酯、胶原和镁粉或锌粉、光引发剂组
成，生物可降解聚酯充分浸润胶原膜后与胶原形成互穿网络结构，光固化之前具有良好的
塑形性，能够良好的适应骨缺损的形态；光固化之后，生物可降解聚酯复合引导骨再生膜具
有一定的支撑性能，维持骨再生所需空间；同时生物可降解聚酯将胶原包裹，降低了胶原的
降解速度，延长了引导骨再生膜的作用时间，为骨修复提供充足的时间；镁粉或锌粉的添加
能够促进增加生物相容性，提高骨再生能力。该膜是一种新型的具有塑形性、支撑和屏障作
用，同时能够促进骨组织再生的引导骨再生膜。

[0026] 本发明的生物可降解聚酯复合引导骨再生膜兼具有生物可降解聚酯和胶原的优点，具有良好的生物相容性，降解时间可控，降解产物可完全吸收，无体内残留，无需手术二
次取出。固化后的生物可降解聚酯具有良好的支撑性能，能够维持骨再生所需要的时间和
空间，从而促进骨再生。

[0027] 本发明的制备方法采用涂膜浸润法，可以设计不同厚度的生物可降解聚酯复合引导骨再生膜，互穿网络结构具有良好的机械性能，通过不同厚度的复合引导骨再生膜的制
备，可以提供不同的支撑强度和降解时间，以便适用于不同的临床需求。同时，制备过程中
减少了各种试剂的使用，绿色环保，且可保证植入物较高的生物安全性。

附图说明

[0028] 图1为实施例1的光固化可降解聚己内酯复合引导骨再生膜的制作流程。

[0029] 图2为实施例1的光固化可降解聚己内酯复合引导骨再生膜的扫描电镜观察，从左到右分别为放大200倍观察生物可降解聚酯复合引导骨再生膜正面、反面和剖面图，正面凸
起部分为包裹镁粉的突起，反面的丝状物为包裹生物可降解聚酯的胶原纤维，剖面可以观
察到生物可降解聚酯和胶原形成的互穿网络结构。

[0030] 图3为实施例1的将光固化聚己内酯复合引导骨再生膜植入大鼠颅骨缺损8周后的大体和Micro‑CT结果，左侧为对照组，右侧为实验组。上图为颅骨缺损的实物图像，下图为
Micro‑CT图像，可见对照组骨缺损区被软组织包裹，未见新生骨生成；实验组骨缺损区域可
见明显新生骨生成，骨缺损区域较对照组明显减小。

具体实施方式

[0031] 下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例,基于本发明中的
实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都
属于本发明保护的范围。

[0032] 实施例1

[0033] 一种光固化聚己内酯复合引导骨再生膜，其中镁粉和甲基丙烯酰化聚己内酯的质量比为1:20，光引发剂为2,4,6‑三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯，光引发剂与生物可降解聚
2
酯的质量比为0.1:100，甲基丙烯酰化聚己内酯和胶原的涂布比例为50mg/cm , 聚己内酯
复合引导骨再生膜的厚度为0.50mm，表面致密无孔隙，弹性模量为241.33±27.01MPa。

[0034] 制备方法参见图1，包括以下步骤：

[0035] ①将甲基丙烯酰化聚己内酯在37℃恒温水浴锅中加热至熔融态，加入光引发剂2,4,6‑三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯，光引发剂与生物可降解聚酯的质量比为0.1:100，振荡
器振荡，转速为1000rmp，时间为15分钟；超声振荡为60Hz，时间为20分钟，充分混合，得到混
合溶液；

[0036] ②将50mg镁粉加入1ml步骤①溶液中，振荡器振荡，转速为1000rmp，时间为15分钟；超声振荡为60Hz，时间为20分钟，充分混合，得到混合溶液；

[0037] ③将步骤②所得溶液以50mg/cm2的比例均匀涂布到胶原膜正面，37℃恒温箱加热充分浸润后，4℃冷冻，保存。

[0038] ④使用前或使用中，先将该光固化聚己内酯引导骨再生膜塑形，蓝光光固化成形，得到聚己内酯复合引导骨再生膜。

[0039] 实施例2 光固化聚己内酯复合引导骨再生膜的性能测试方法

[0040] 尺寸：用通用量具或专用量具测量，厚度按照GB/T 6672‑2001规定的方法测量。

[0041] 机械强度：按照GB/T 130221991规定的方法测量。

[0042] 光固化聚己内酯复合引导骨再生膜的电镜照片参见图2。

[0043] 所述光固化聚己内酯复合引导骨再生膜的厚度可根据涂膜比例调节，厚度为0.30～0.60mm，弹性模量为241.33±27.01MPa。

[0044] 实施例3 动物实验

[0045] 将实施例1所得的样品用于大鼠颅骨缺损试验

[0046] 取健康8周龄SD大鼠，雄性，6只，随机分2组，每组3只。所有SD大鼠均于SPF级实验室饲养，正常摄食，自由饮水，采取术前适应性喂养，

[0047] 实验动物静脉注射麻醉后，消毒，切开皮肤，暴露颅骨，用骨钻在颅骨上制备基本一致的骨缺损（直径6mm），将光固化聚己内酯复合引导骨再生膜覆盖于骨缺损区域（光滑面
向上，粗糙面向下），适度塑形，光固化，缝合，消毒。

[0048] 两组动物中，其中一组动物为实验组，在颅骨缺损处覆盖光固化聚己内酯复合引导骨再生膜，蓝光或紫外光固化；另一组作为空白组，制备骨缺损后直接缝合。

[0049] 实验结果：

[0050] 1、所有创口均愈合良好，无感染、血肿或坏死现象发生。

[0051] 2、实验组在术后8周，引导骨再生膜变薄，缺损区大部分为新生骨组织充填；空白对照在术后8周，缺损区底部有少量新生骨组织形成，纤维结缔组织包裹缺损区域；说明光
固化聚己内酯复合引导骨再生膜起到了支撑并阻挡软组织长入缺损区的作用，有利于促进
新生骨组织生长，见图3。