[发明专利]一种用于牙根再生的生物支架材料、制备方法及其应用

说明书

一种用于牙根再生的生物支架材料、制备方法，及其在牙根再生或骨再生方面、在药物缓慢释放和控制释放方面的应用，属于医学材料技术领域。该支架材料源于天然牙本质，经微选择性酸蚀和控温煅烧处理后，去除了有机物，保留了天然牙本质中的磷灰石无机成分，并在材料表面形成了功能化的微米级管状结构，不仅能增强细胞在材料表面粘附，同时也能促进细胞突起长入材料内部，进而在牙根再生过程中促进有序牙本质小管的形成。该支架材料具有良好的生物相容性和生物学功能，可作为药物和基因载体，在牙根再生过程中实现药物和基因缓释功能。

技术领域

本发明属于医学材料技术领域，具体涉及一种用于牙根再生的生物支架材料、制备方法，及其在牙根再生或骨再生方面、在药物缓慢释放和控制释放方面的应用。

背景技术

由于牙周炎、龋病、创伤等原因导致的牙缺失是目前口腔临床最常见的临床表现之一。牙缺失不仅严重破坏口腔咀嚼功能，同时还影响发音、面部形态等，进而严重影响患者的身心健康。如何对缺失牙进行最佳修复治疗一直是口腔医学领域所探讨的重要问题。

目前口腔临床常用的修复缺失牙的方法包括活动义齿、固定义齿和种植义齿修复。其中活动义齿常引起异物感，摘戴频繁，易存留食物，难保持口腔清洁。固定义齿修复需要磨除基牙部分牙体组织，不仅对基牙造成永久性损伤，同时也带来牙髓感染风险。对于牙列末端牙缺失的患者，一般不适合进行固定义齿修复。种植义齿是在牙槽骨中植入钛金属种植体，并以此为人工牙根进行义齿修复。这虽然是目前临床最理想的修复方式，但种植义齿要求牙槽骨有足够的剩余骨量，骨量不足的患者无法种植或需要植骨后再种植。更重要的是，种植体与牙槽骨间的结合方式为骨结合，缺乏天然牙的牙周膜结构。这不仅导致应力集中，同时也使种植体缺乏天然牙根所具备的分散和感知咀嚼压力、促进牙槽骨改建等生理功能。因此，研究一种新的义齿修复方法，既能恢复牙的咀嚼功能，又能模拟天然牙根的组织结构，重建牙与牙周的关系，恢复牙的各种生理作用，进而实现功能性修复，是目前口腔医学研究的热点问题。

鉴于牙根是牙行使生理功能的关键部位，近年来，通过组织工程构建仿生牙根，并进一步在仿生牙根上进行缺牙修复，从而重建牙的生理功能成为缺失牙功能性修复的新策略。在组织工程构建仿生牙根过程中，支架材料的结构与性能决定了再生牙根的组织结构与生物学特性。目前，最常用的支架材料包括处理的牙本质基质(TDM)、人工合成的羟基磷灰石和磷酸三钙复合物等。研究发现这些支架材料可以诱导形成牙根样结构，并可以此牙根为基础实现后期的义齿修复。然而这些支架材料仍存在不同的缺陷，如：异体来源的TDM免疫原性及是否导致疾病传染有待验证；TDM虽然保留了天然牙本质中部分活性蛋白成分，但这些蛋白数量少，且诱导干细胞定向分化的功能较弱；由羟基磷灰石和磷酸三钙等无机物形成的牙根再生支架材料缺乏负载活性成分的功能，无法维持干细胞活性，且不具备促进细胞黏附和分化功能的微观结构。这些缺陷一方面导致上述支架材料在应用于牙根再生时成功率低，另一方面，即使支架材料成活，所形成的硬组织数量也往往有限，且大部分为骨样组织，而非真正的牙本质与牙骨质。在天然牙根中，牙本质由有序的牙本质小管和细胞外矿化间质构成，小管内容纳成牙本质细胞突起。牙本质是构成牙根的主要硬组织，它决定了牙根的机械性能。因此，目前尚没有一种理想的支架材料能够实现具有仿生意义的牙根再生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于牙根再生的生物支架材料、制备方法，及其在牙根再生或骨再生方面、在药物缓慢释放和控制释放方面的应用。该支架材料源于天然牙本质，经微选择性酸蚀和控温煅烧处理后，去除了有机物，保留了天然牙本质中的磷灰石无机成分，并在材料表面形成了功能化的微米级管状结构，不仅能增强细胞在材料表面粘附，同时也能促进细胞突起长入材料内部，进而在牙根再生过程中促进有序牙本质小管的形成，可负载药物活性物质，且无免疫原性。

本发明所述的一种可用于牙根再生的生物支架材料的制备方法，其步骤如下：

(1)取供体牙，截取牙根中上部分，去除牙髓组织；