一种促进牙周炎愈合的纳米纤维膜及其制备方法

本发明属于生物医用材料领域，具体涉及一种促进牙周炎愈合的纳米纤维膜及其制备方法。背景技术：0、技术背景1、牙周炎是一种慢性口腔疾病，主要发病机制是牙龈下的菌斑形成，宿主的细菌感染和免疫反应可逐渐破坏牙周组织的完整性，导致牙槽骨的吸收和牙周韧带的附着丧失，引起牙齿逐渐松动，从而导致牙齿脱落。牙周病治疗的前期目标是控制炎症，防止牙周病的进一步发展。2、选择正确的抗菌药物和适当的给药途径是牙周炎治疗成功的关键。甲硝唑是治疗牙周炎较为合适的抗菌药物，它通过结构中的硝基，参与细菌的能量代谢，破坏遗传物质dna的结构，抑制dna的合成，从而干扰和中断病原微生物的生长和繁殖，发挥杀菌作用，在临床上，需要口服抗生素3-5天，属于全身治疗。这需要给予足够剂量以达到口袋区域所需浓度时才有效，而过多的药物治疗会带来不良反应，例如恶心、食欲不振、腹部绞痛、头痛、眩晕等。为了达到治疗效果和降低不良反应，采用局部给药。通过将抗菌药物装载在纳米纤维膜上，在牙周袋内缓慢释放药物成分，与此同时抗菌药物需要在牙周袋中以足够的浓度存在足够长的时间，达到治疗牙周炎的效果。这样可以可控持续地释放药物来消灭细菌，同时最大限度地减少对身体的不良影响。3、纳米纤维膜适合作为一种内源性药物输送系统，而静电纺丝技术是制备纳米纤维最常用和最有效的方法，静电纺丝产生的膜可以类似于生物体内细胞的天然细胞外基质，为细胞生长和组织再生提供较好的理化环境，在生物医用材料领域得到了广泛应用。在科学研究中，合成聚合物如聚乳酸羟基乙酸聚合物(plga)和天然聚合物如丝素(sf)被广泛应用于纳米纤维载药膜。应用于生物医用领域的高分子材料，均具有较好的生物相容性、成膜性，可降解性、较好的力学性能及无毒、无致畸等特点，被广泛应用于制药、生物医用材料领域。在具体的应用中通过材料的比例调配、接枝改性等，调节材料的降解速率、力学性能等，满足使用的要求。技术实现思路1、本发明利用静电纺丝技术，设计了载有抗菌药物的合成聚合物/天然聚合物纳米纤维膜作为牙周炎治疗的生物膜给药系统，并通过调整载药浓度来调整聚合物的成膜性，亲疏水性，力学等性能。通过加入丝素蛋白，可有效改善材料的力学性能，并有助于调节被封装生物小分子的释放。抗菌药物可以干扰和中断病原微生物的生长和繁殖，发挥杀菌作用。同时纳米纤维膜用作引导骨再生膜，具有优异的生物相容性、高表面活性和大比表面积，创造了适合细胞存活、附着、增殖和成骨分化的微环境，可以促进细胞附着和增殖，分泌刺激因子，促进修复细胞的募集和分化，进一步诱导肉芽组织的形成。纳米纤维膜有助于药物的释放可控性及周围组织的吸收性，释放足够浓度的甲硝唑来消灭细菌，达到治愈牙周炎的效果。本发明的制备工艺简单，成本低廉，是一种促进牙周炎愈合的牙周贴膜医用材料。2、为了达到上述目的，本发明采取以下技术方案：3、由于牙周炎的主要发病机制是牙龈下的菌斑形成，宿主的细菌感染和免疫反应可逐渐破坏牙周组织的完整性，导致牙槽骨的吸收和牙周韧带的附着丧失，引起牙槽骨吸收和牙齿逐渐松动，从而导致牙齿脱落。本发明利用临床上常治疗牙周炎的药物甲硝唑为装载小分子，通过合成聚合物和天然聚合物复合，制备良好的贴合效果薄膜，同时较大的比表面积和高度连接的空隙结构，会加速甲硝唑药物的释放。天然聚合物可促进细胞的黏附与攀爬，一定的降解率可有效的提高药物的释放，可快速治疗牙周炎。其包括如下具体步骤：4、一种促进牙周炎愈合的纳米纤维膜的制备方法，包括：5、(1)将合成聚合物在磁力搅拌作用下，加热溶解于有机溶剂中，超声处理30min，随后自然冷却至室温，再加入抗菌药物继续搅拌溶解，获得混合溶液a；6、(2)将天然聚合物在磁力搅拌作用下，加热溶解于有机溶剂中，超声处理30min，随后自然冷却至室温，获得混合溶液b；7、(3)将混合溶液a与混合溶液b置于聚乙烯瓶中，注射器吸取溶液后，将注射器固定在静电纺丝机器的推泵上，夹子夹在注射器的针头上，调整参数进行纺丝；8、(4)将步骤(3)得到的纺丝制备成不同直径的纳米纤维膜，并将其冷冻干燥后，4℃低温保存，即得一种促进牙周炎愈合的纳米纤维膜。9、进一步地，步骤(1)所述合成聚合物溶液浓度为10-15wt％；所述加热温度为30℃；所述合成聚合物选自：聚乳酸羟基乙酸聚合物(plga)、聚乳酸(pla)、聚己内酯(pcl)中任意一种；10、所述有机物溶剂选自：六氟异丙醇、三氟乙酸、四氢呋喃(thf)和n,n-二甲基甲酰胺(dmf)中任意一种，根据聚合物种类选定合适溶剂。11、进一步地，步骤(1)所述抗菌药物的添加质量为合成聚合物的3wt％；所述抗菌药物选自：甲硝唑(mnz)、盐酸四环素、多西环素中任意一种。12、进一步地，步骤(2)所述天然聚合物选自：丝素蛋白(sf)、壳聚糖(cts)、醋酸纤维素(ca)中任意一种；13、所述加热温度为30℃。14、进一步地，步骤(3)所述天然聚合物的质量与合成聚合物的质量比为2：1以及1：1；所述参数为：针头与接收滚筒的距离为20cm，纺丝电压为15kv，推料速度为0.0025mm/s，环境温度为25℃。15、进一步地，步骤(4)所述纳米纤维膜的直径为100-800nm；所述冷冻干燥时间为24h。16、本发明还公开了一种根据任一上述制备方法制得的促进牙周炎愈合的纳米纤维膜。17、所述的负载抗菌药物的合成聚合物/天然聚合物纳米纤维膜具有抗菌消炎、细胞增殖、优良的力学性能和良好的生物相容性。18、本发明采用静电纺丝技术，由于纳米纤维，具有大的比表面积，低密度，孔隙率等优良的特性，这就使得制成的敷料多孔，更持续有效地释放药物。19、合成聚合物和天然聚合物混合纺丝可以提高力学性能，且改善细胞的生物相容性，调控抗菌药物的比例在1-3％范围，可有效的控制药物释放和复合材料的降解率匹配度。20、本发明的有益效果如下：21、1、本发明提供了一种持续有效地抗菌、促进细胞增殖以及优良的力学性能的纳米纤维膜，制备工艺简单，有利于批量生产。22、2、本发明提供的一种纳米纤维膜可以有效的控制药物释放，较好的生物相容性和亲水性，与牙周组织较好的贴合，可促进受损组织再生。技术特征：1.一种促进牙周炎愈合的纳米纤维膜的制备方法，包括：2.根据权利要求1所述的制备方法，其中：3.根据权利要求1所述的制备方法，其中：4.根据权利要求1所述的制备方法，其中：5.根据权利要求1所述的制备方法，其中：6.根据权利要求1所述的制备方法，其中：7.根据权利要求1所述的制备方法，其中：8.根据权利要求1所述的制备方法，其中：9.一种根据权利要求1～8任一所述制备方法制得的促进牙周炎愈合的纳米纤维膜。技术总结本发明提供了一种促进牙周炎愈合的纳米纤维膜及其制备方法，利用静电纺丝技术，在高电场下将有机聚合物拉伸成纳米纤维，呈多孔状纳米纤维膜。将抗菌药物负载在纳米纤维膜中，通过调控孔隙度及纤维直径尺寸，控制药物的释放，可有效治疗牙周脓肿、智齿发炎等牙周疾病。获得的纳米纤维膜直径在100‑800nm之间，一定浓度的抗菌药物均匀的分布在高分子材料内部，呈物理嵌合，通过调控聚合物的浓度，提高膜的拉伸性能及降解率，可有效的控制药物在24小时内释放量为70‑75％，有效抑制细菌及炎症的发生，抗菌直径可达14.5mm；通过加入天然聚合物丝素，可有效提高材料的亲水性，接触角在40‑45°之间，起到贴合效果好，生物相容性佳，可有效的预防牙周炎发生。技术研发人员：董志红,刘万里,唐璐,谢贞建,程丽佳受保护的技术使用者：成都大学技术研发日：技术公布日：2024/8/16