專利名稱：一種生物活性組織再生膜及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種生物醫學工程材料及其制備方法，特別涉及一種可誘導組織 再生的三維組織修復材料及其制備方法，屬生物醫用材料技術領域。
背景技術：
引導組織再生術是目前臨床上對組織缺損修復的最佳方法，其原理是利用生 物膜的物理屏障功能將骨缺損區與周圍組織隔離，創造一個相對封閉的組織環境， 從而使骨組織的再生功能得到最大程度的發揮。它的應用為牙周病的治療，牙種 植區骨量不足及其它骨缺損的修復、骨折的愈合提供了一個新的有效途徑。
膜材料主要可分為可吸收性和不可吸收性膜兩種。①不可吸收性非降解膜材 料，以聚四氟乙烯(PTFE)為代表。這種膜具有理化性能穩定、摩擦系數小、無黏 性、疏水、耐熱、耐腐蝕、耐生物老化、消毒殺菌容易等特點，同時生物相容性 好，不影響再生過程，因此應用廣泛，曾被奉為"金標準"。但其臨床應用操作費 時而且困難，放置4 6周后需二次手術摘除，易損壞已經修復好的組織，取出時 間也不易確定，同時給患者造成二次創傷，現在已較少應用。②可吸收性降解膜 材料。由于這些材料植入體內后不需取出，減少了患者的痛苦和手術難度，因此 得到較廣泛的應用。目前文獻報道的可降解生物膜主要有兩種 一種為動物膠原 蛋白或膠原纖維制成的膠原膜，另一種為以聚乳酸和醫用增塑劑或膠原纖維制成 的膜。這些可降解生物膜大多由膠原及聚乳酸等構成，但將它們植入體內后，在 降解過程中容易產酸從而可能導致植入區發生炎癥反應，同時存在著體內排斥反 應的風險。

發明內容
本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，提供一種生物相容性好、能在 體內降解和具有分隔屏障作用，同時還具有組織誘導再生性的生物活性組織再生 膜及其制備方法。該種生物活性組織再生膜為雙層復合結構，其平滑的致密層是 細胞閉合層，可以阻止不需要的軟組織粘膜細胞侵襲到移植缺陷區；近移植區則 為疏松多空結構，可結合生物活性因子，能夠很好的促進組織再生。
為實現上述目的，本發明采用的技術方案是 一種生物活性組織再生膜，該 膜為雙層復合結構，其特征在于 一層為由絲素蛋白構成的組織隔離層，另一層為附著在組織隔離層上的由絲素蛋白束或混合有生物活性因子的絲素蛋白束構成 的組織誘導層。
所述生物活性組織再生膜的一面為光滑致密狀，另一面為疏松多孔結構。生 物活性因子為骨形成蛋白、血小板衍生生長因子、胰島素樣生長因子、成纖維細 胞生長因子或轉化生長因子中的一種或幾種。
本發明還提供了上述生物活性組織再生膜的制備方法，其特征在于包括以下 步驟
(1) 將絲素蛋白溶于去離子水配成濃度為10~30%的絲素蛋白溶液備用；
(2) 將10~30%的絲素蛋白溶液經室溫下溶脹、攪拌溶解、脫泡，然后倒入平
板模上流延成膜，再室溫揮發、于50 7(TC真空干燥制成由絲素蛋白構成的組織 隔離層；
(3) 在已制成的組織隔離層一面進行劃痕粗化處理，再將10~30%的絲素蛋白 溶液或者混有生物活性因子的10~30%的絲素蛋白溶液，均勻涂布或者采用靜電 紡絲方法噴涂在劃痕面上；
(4) 在-40 -8(TC條件下冷凍8~20小時，然后在真空冷凍干燥器中真空干燥， 脫模即可。
所述的劃痕粗化處理，是在由絲素蛋白構成的組織隔離層的一面上用尖狀物 刻劃，使表面形成深度為1~10微米的交錯狀劃痕。所述混有生物活性因子的 10~30%的絲素蛋白溶液中，生物活性因子的含量為3 10mg/ml，生物活性因子為 骨形成蛋白、血小板衍生生長因子、胰島素樣生長因子、成纖維細胞生長因子或 轉化生長因子的一種或幾種。
本發明具有以下優點
1.本發明提供的生物活性組織再生膜平滑的致密層是細胞閉合層，可以阻止 不需要的軟組織粘膜細胞侵襲到移植缺陷區，也可作為一個支持組織修復的平臺 輔助創面恢復。當這些軟組織細胞生長至閉合時，生物活性組織再生膜允許血管 向內生長到蛋白纖維空間中，所以能促進移植點的血管密集。
生物活性組織再生膜疏松多孔的一面是再生組織面，由大量的納米級別的蛋 白束構成，在蛋白束之間具有大量的空間，可以固定組織愈合早期的血凝塊以及 支持新的組織再生。加入生長因子后更能很好的促進組織再生。在組織再生完全 后，生物活性組織再生膜可以被酶解為天然的氨基酸。不像聚乳酸和聚乙交酯制成的膜在降解過程中會產生大量的酸，從而傷害修復的組織。
2. 本發明提供的這種生物活性骨誘導再生膜適用范圍廣，可廣泛用于骨科、 顱、頜面外科、眼科、普外、胸外、牙種植科、牙周外科和修復重建外科及神經 外科等多個臨床學科。
3. 本發明提供的制備方法簡單，工藝成熟，易于控制。


圖1為本發明的生物活性組織再生膜切面的掃描電鏡圖； 圖2為本發明的生物活性組織再生膜表面培養細胞后的掃描電鏡圖。
具體實施例方式
下面通過具體實施例對本發明的技術方案做進一步說明，其目的在于幫助更 好的理解本發明的內容，但這些具體實施方案不以任何方式限制本發明的保護范 圍。本實施方案中所用的原料可在市場上購得，或可用本領域已知的方法得到。 本實施方案中所說的濃度均為質量百分比濃度。
實施例l:用于牙周組織再生的生物活性組織再生膜
(1) 選取干凈除雜的蠶絲于0.5。/。Na2CO3水溶液中，100。C脫膠兩次，每次1 小時，浴比h 50。脫膠后的絲素置于8(TC的干燥箱中干燥至干。取脫膠后的絲 素纖維10克溶于100ml的氯化鈣/乙醇/水三元溶液(氯化鈣、乙醇、水的摩 爾比為1 : 2 : 8)中，在7(TC恒溫磁力攪拌溶解。將上述獲得的絲素溶液進行透 析、脫鹽、純化，得到濃度為2.5 3.5%的水溶性絲素溶液，濃縮干燥即可得絲素 蛋白。
(2) 用天平稱取6g絲素蛋白，加入到20ml的去離子水中，室溫下溶脹，攪 拌溶解1~3小時至絲素蛋白完全溶解，脫泡1~3小時至溶液中無氣泡，倒入5x5cm 的平板模，本實施例選用的是平板玻璃模上平淌流延成膜，室溫下揮發2天后于 70'C下真空干燥8小時得到組織隔離層。此時用探針進行劃痕粗化處理，使該組 織隔離層的一面上形成深度為1 10微米的交錯狀劃痕。將絲素蛋白溶解到去離 子水中，配成10%的絲素蛋白溶液，將該溶液均勻涂布在劃痕面上，然后將其放 入-8(TC冰箱冷凍8小時，再放入真空冷凍干燥器中干燥IO小時至干燥成型，脫 模即可得到具有雙層復合結構的生物活性組織再生膜， 一層為由絲素蛋白構成的 組織隔離層，另一層為由絲素蛋白束構成的組織誘導層。根據臨床要求裁剪成適 當大小的塊狀后封裝，經環氧乙烷消毒備用。在用探針進行劃痕粗化處理之前，還可對組織隔離層先進行交聯處理，再劃痕。
實施例2:用于骨組織再生的生物活性組織再生膜
(1) 按與實施例l相同的方法制得絲素蛋白。
(2) 用天平稱取6g絲素蛋白，加入到30ml去離子水中，室溫下溶脹，攪拌 溶解1 3小時至絲素蛋白完全溶解，脫泡1~3小時至溶液中無氣泡后，倒入5x5cm 的平板模，本實施例選用的是平板玻璃模上平淌流延成膜，揮發2天后于5(TC下 真空干燥7小時得到組織隔離層。此時用探針劃痕粗化處理，使該組織隔離層的 --面上形成深度為1~10微米的交錯狀劃痕。將絲素蛋白溶解在去離子水中，配 成濃度為30%的絲素蛋白溶液，然后采用靜電紡絲法，按照常規條件在上述劃痕 面上進行噴紡，即在膜面上形成納米結構樣的交錯狀蠶絲蛋白束，然后將其放入 冰箱中在-7(TC下冷凍IO小時，再放入真空冷凍干燥器中真空干燥IO小時，脫模 即可得到具有雙層復合結構的生物活性組織再生膜， 一層為由絲素蛋白構成的組 織隔離層，另一層為由絲素蛋白束構成的組織誘導層。根據臨床要求裁剪成適當 大小的塊狀后封裝，經環氧乙烷消毒備用。
實施例3:用于骨組織再生的生長因子復合生物活性組織再生膜
(1) 按與實施例l相同的方法制得絲素蛋白。
(2) 用天平稱取6g絲素蛋白，加入到40ml的去離子水中，室溫下溶脹，攪 拌溶解1~3小時至絲素蛋白完全溶解，脫泡1~3小時至溶液中無氣泡后，倒入 5x5cm的平板模，本實施例選用的是平板玻璃模上平淌流延成膜，揮發l天后于 6(TC下真空干燥8小時得到組織隔離層。此時用探針劃痕粗化處理，使該組織隔 離層的一面上形成深度為1 10微米的交錯狀劃痕。
(3) 將0.5g生物活性因子重組人基因骨形成蛋白的凍干粉，加入到用絲素蛋 白與去離子水配成的100mL濃度為30%的絲素蛋白溶液中混合均勻，再采用靜電 紡絲法，按照常規條件進行噴紡，即在組織隔離層的劃痕面上形成攜帶生長因子 的蛋白束，然后將其放入冰箱中在-50'C下冷凍15小時，再放入真空冷凍干燥器 中真空干燥12小時，脫模即可得到具有雙層復合結構的生物活性組織再生膜，一 層為由絲素蛋白構成的組織隔離層，另一層為由混合有生物活性因子重組人基因 骨形成蛋白的絲素蛋白束構成的組織誘導層。根據臨床要求裁剪成適當大小的塊 狀后封裝，經環氧乙烷消毒備用。
權利要求
1. 一種生物活性組織再生膜，該膜為雙層復合結構，其特征在于一層為由絲素蛋白構成的組織隔離層，另一層為附著在組織隔離層上的由絲素蛋白束或混合有生物活性因子的絲素蛋白束構成的組織誘導層。
2. 根據權利要求1所述的生物活性組織再生膜，其特征在于所述生物活性組織再生膜的一面為光滑致密狀，另一面為疏松多孔結構。
3. 根據權利要求1所述的生物活性組織再生膜，其特征在于所述生物活性因子為骨形成蛋白、血小板衍生生長因子、胰島素樣生長因子、成纖維細胞生長因子或轉化生長因子中的一種或幾種。
4. 一種權利要求1所述的生物活性組織再生膜的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1) 將絲素蛋白溶于去離子水配成濃度為10~30%的絲素蛋白溶液備用；(2) 將10~30%的絲素蛋白溶液經室溫下溶脹、攪拌溶解、脫泡，然后倒入平板模上流延成膜，再室溫揮發、于50 70。C真空干燥制成由絲素蛋白構成的組織隔離層；(3) 在已制成的組織隔離層一面進行劃痕粗化處理，再將10~30%的絲素蛋白溶液或者混有生物活性因子的10~30%的絲素蛋白溶液，均勻涂布或者采用靜電紡絲方法噴涂在劃痕面上；(4) 在-40 -8(TC條件下冷凍8 20小時，然后在真空冷凍干燥器中真空干燥，脫模即可。
5. 根據權利要求4所述的生物活性組織再生膜的制備方法，其特征在于所述劃痕粗化處理，是在由絲素蛋白構成的組織隔離層的一面上用尖狀物刻劃，使表面形成深度為1 10微米的交錯狀劃痕。
6. 根據權利要求4所述的生物活性組織再生膜的制備方法，其特征在于所述混有生物活性因子的10~30%的絲素蛋白溶液中，生物活性因子的含量為3~10mg/ml。
7. 根據權利要求4或6所述的生物活性組織再生膜的制備方法，其特征在于所述生物活性因子為骨形成蛋白、血小板衍生生長因子、胰島素樣生長因子、成纖維細胞生長因子或轉化生長因子中的一種或幾種。
全文摘要
本發明公開了一種生物活性組織再生膜及其制備方法。該膜為雙層復合結構，一層為由絲素蛋白構成的組織隔離層，另一層為附著在組織隔離層上的由絲素蛋白束或混合有生物活性因子的絲素蛋白束構成的組織誘導層；該膜的一面為光滑致密狀，另一面為疏松多孔結構。該生物活性組織再生膜的制備方法是將絲素蛋白溶液溶脹后攪拌溶解、脫泡、流延成膜得到組織隔離層，將其一面劃痕粗化，再將絲素蛋白溶液或混有生物活性因子的絲素蛋白溶液涂布或采用靜電紡絲法噴涂在劃痕面上，冷凍、真空干燥脫模即成。該膜無毒無害，生物相容性良好，細胞貼附生長性能優良，原料豐富，成本低廉，能代替膠原等生物醫用材料，可廣泛用于多個臨床學科。
文檔編號A61L27/48GK101474430SQ20091006049
公開日2009年7月8日 申請日期2009年1月13日 優先權日2009年1月13日
發明者劉朝陽, 張玉峰, 馬兆成 申請人:武漢大學