[发明专利]可增强骨结合的骨组织工程支架材料人工牙根的制备方法

说明书

本发明提供了一种骨组织工程支架材料人工牙根的制备方法，包括钢模的制备、人工牙根初胚的制备、加工孔隙、孔隙填充PLLA/nHA复合物、喷涂PGA/nHA复合物涂层、表面降解处理等六个步骤，其采用PEEK与HA晶须复合材料作为骨组织工程支架材料来制作人工牙根的初胚，并在初胚相应的位置加工孔隙并填充可降解的PLLA/nHA活性复合材料，然后再喷涂PGA/nHA生物活性涂层，经表面降解处理后，即可得到一种可增强骨结合能力的骨组织工程支架材料人工牙根。本方法制备的人工牙根是通过骨诱导细胞对骨的自我修复来达到与骨结合，其弹性模量与牙槽骨更匹配，所以不容易造成牙槽骨的骨质吸收，大大优于常规人工牙根。

技术领域

本发明涉及一种人工牙根的制备方法，具体是一种可增强骨结合的骨组织工程支架材料人工牙根的制备方法，属于牙科医用材料的制备工艺技术领域。

背景技术

骨组织工程是一门利用细胞生物学和工程原理来研究开发修复和改善骨损伤组织形态和功能的生物替代物的科学，牙根也属于一种坚韧的骨组织，拔牙会使骨组织受到极大的骨损伤，牙根的形态和功能如何用生物替代材料来替代它，而且让它与牙槽骨结合更稳定，是骨组织工程支架材料人工牙根重点研究方向。现在全世界都用生物相容性较好的金属钛来替代缺失的牙根以行使牙功能，根据广东省口腔医院、南京市口腔医院、南京医科大口腔医院及南方医科大学口腔医院的研究报告资料表明：①钛颗粒可促进破骨细胞的骨吸收功能；②钛颗粒可促使更多破骨细胞的产生，使种植体周围骨吸收。

然而关于氧化钛（TiO₂）的毒性问题，国内外有不同的研究单位得出相反的结果，主要是纳米级TiO₂颗粒被吞噬进破骨细胞内，又密集在细胞核周围，会因范德华力形成更长的聚合物，影响到生物效应和理化性质变化。南京医科大与山东省高等学校动物试验结果表明：TiO₂颗粒会引起骨细胞活动下降，同时诱导细胞凋亡。重庆大学生物工程学院蔡开勇等研究结果表明：①大尺度TiO₂颗粒严重破坏MSCS细胞膜的完整性；②不同纳米颗粒诱发过量的活性氧以及产生氧化应力，进而破坏细胞的线粒体加速了细胞的凋亡；③纳米颗粒比微粒毒性大，在鼠的气管内滴泣同样剂量的纳米TiO₂（20nm）和微米颗粒TiO₂（250nm）后发现，纳米TiO₂可诱发较严重的中性粒细胞反应。参考国外资料可以发现：①Wang等研究纳米TiO₂给小鼠口服会引发心脏炎症反应，纳米颗粒蓄积在肝脏中，导致肝小叶坏死；②SaKai研究发现纳米TiO₂会造成DNA损伤，细胞凋亡；③Hoyt研究认为一旦纳米TiO₂颗粒被人类或其它生物通过呼吸吸入，当体内布朗运动超过一定量时，有可能摧毁人类的防御系统。另外，钛基人工牙根周围骨质吸收是一个复杂问题，除了钛的毒性影响，钛金属弹性模量太高105Gpa，而骨的弹性模量只有19-21Gpa，两者相差太大，容易产生遮挡现象，造成骨质吸收，还有口腔卫生问题等，也是引起骨质吸收的原因之一。

聚醚醚酮（PEEK）是一种韧性和刚性兼备并取得良好平衡的塑料，特别是它对交变应力的优良耐疲劳性是所有塑料中最出众的，可与合金材料媲美。医用级PEEK材料具有很好的生物相容性、无细胞毒性、无诱变性、无致癌性，不引起过敏，还具有极强的耐腐蚀、耐水解和耐化学性，而且具有良好的机械性能，是目前最有前途的人工骨材料。纯PEEK材料的耐冲击性能良好，其无缺口冲击强度可达200kg·cm/cm以上，且耐沸水性能极佳，在沸水中连续浸泡200天强度基本不变，可以在200℃的高压蒸气中长期使用，PEEK还具有自润性以及特好的耐磨性和韧性，其耐冲击强度高达70-90J/m，弯曲强度为140MPa线，膨胀系数小，尺寸稳定，其杨氏模量为3.85±0.72GPa，医疗领域所用的PEEK是经美国FDA认证的最佳长期骨移植材料，其玻璃化温度为145℃，熔化温度为334℃。通过调整补强材料的加入比例，PEEK复合材料的杨氏模量可调节到18-19GPa，和人体骨骼的杨氏模量最为接近，其作为植入骨可以和健康骨长久并存，骨骼不会发生疏松退化。