聚四氟乙烯屏障膜及其应用和制备方法与流程

1.本技术涉及生物医用材料技术领域，具体而言，涉及一种聚四氟乙烯屏障膜及其应用和制备方法。


背景技术：

2.口腔是一个整体，一颗牙齿的缺失会导致身体其他部位也受到或大或小的影响，如邻牙倾斜、咬合功能紊乱、口腔疾病、消化系统疾病、影响语音发声等。人类一生只有两副牙齿，且不可再生，因而缺牙最好的补救措施便是种植。但缺牙会伴随着不同程度的骨吸收，骨吸收严重时会存在残存骨量不足以维持种植体稳定的问题，因此需要进行骨增量手术以实现维持种植体稳定。
3.目前，骨增量技术中以引导骨再生术(gbr)应用较为广泛，技术难度小且预后效果好。gbr技术指利用屏障膜的阻隔及空间维持特性，阻隔来自周围软组织的成纤维细胞，让骨缺损处的成骨细胞有足够的时间及空间增殖，最终达到组织再生、定向修复的目的。
4.gbr屏障膜主要分为可吸收屏障膜和不可吸收屏障膜两类。gbr屏障膜的空间维持能力直接关系到骨增量手术中的成骨质量，在大面积骨缺损或存在垂直向缺损时尤甚，因此具有空间维持能力的不可吸收屏障膜更有利于保障新生骨量。但是，现有的不可吸收屏障膜围成的空间内的新生骨量依旧无法达到预期量。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供一种聚四氟乙烯屏障膜及其应用和制备方法，其旨在提升采用聚四氟乙烯屏障膜进行骨增量手术时的新生骨量。
6.第一方面，本技术提供一种聚四氟乙烯屏障膜，聚四氟乙烯屏障膜包括膜体以及位于膜体的表面上的生物活性层；其中，膜体的材质包括聚四氟乙烯，且膜体的外表面具有极性基团；生物活性层的材质包括亲水性生物活性分子。
7.在上述技术方案中，聚四氟乙烯膜体的外表面具有极性基团，可提高聚四氟乙烯膜体的组织亲和性，有利于成骨细胞在聚四氟乙烯膜体的表面黏附和生长；聚四氟乙烯膜体表面上的生物活性层(材质包括亲水性生物活性分子)，也有利于成骨细胞的黏附和生长；聚四氟乙烯膜体外表面的极性基团与亲水性生物活性分子相互作用、有效结合，提高膜体与生物活性层之间的结合稳定性，可实现协同利于成骨细胞的黏附和生长的作用，进而有利于提升采用该聚四氟乙烯屏障膜进行骨增量手术时的新生骨量。此外，亲水性生物活性分子也可以因其具有的特性而赋予聚四氟乙烯屏障膜对应的特性，使得聚四氟乙烯屏障膜具有多功能性。
8.结合第一方面，本技术可选的实施方式中，亲水性生物活性分子包括胶原、壳聚糖以及丝素蛋白中的至少一种。
9.亲水性生物活性分子选用上述物质，有利于进一步提高聚四氟乙烯屏障膜的组织亲和性，进而有利于进一步提高采用该聚四氟乙烯屏障膜进行骨增量手术时的新生骨量。
当亲水生物性活性分子选用胶原时，可促进成骨，提高新生骨量；当亲水性生物活性分子选用壳聚糖时，可赋予聚四氟乙烯屏障膜抗菌作用，也有利于成骨细胞的生长，提高新生骨量；当亲水性生物活性分子选用丝素蛋白时，具有促进成骨细胞的黏附的效果。
10.可选地，亲水性生物活性分子选自胶原。
11.结合第一方面，本技术可选的实施方式中，极性基团包括氨基、羰基以及羧基中的至少一种。
12.极性基团选用上述基团，有利于进一步提高聚四氟乙烯膜体与亲水性生物活性分子之间的结合作用，有利于进一步提高膜体与生物活性层之间的结合稳定性，进一步提高对成骨细胞的黏附和生长作用，进而有利于进一步提升采用该聚四氟乙烯屏障膜进行骨增量手术时的新生骨量。
13.可选地，极性基团包括氨基以及羰基中的至少一种。
14.结合第一方面，本技术可选的实施方式中，膜体的材质还包括钛。
15.上述技术方案，膜体的材质还包括钛，可提高聚四氟乙烯膜体的机械强度，可提高整个聚四氟乙烯屏障膜的空间维持稳定性，有利于进一步提升采用该聚四氟乙烯屏障膜进行骨增量手术时的新生骨量。
16.结合第一方面，本技术可选的实施方式中，生物活性层的材质还包括交联剂，交联剂与极性基团和亲水性生物活性分子均共价连接。
17.上述技术方案，有利于进一步提高聚四氟乙烯膜体与亲水性生物活性分子之间的结合作用，有利于进一步提高膜体与生物活性层之间的结合稳定性，进一步提高对成骨细胞的黏附和生长作用，进而有利于进一步提升采用该聚四氟乙烯屏障膜进行骨增量手术时的新生骨量。
18.可选地，交联剂包括京尼平以及戊二醛中的至少一种。
19.第二方面，本技术提供一种上述第一方面提供的聚四氟乙烯屏障膜在用于制备引导骨再生膜中的应用。
20.采用本技术第一方面提供的聚四氟乙烯屏障膜作为引导骨再生膜进行骨增量手术，可提高骨增量手术时的新生骨量。
21.第三方面，本技术提供一种上述第一方面提供的聚四氟乙烯屏障膜的制备方法，包括：对膜体进行等离子处理，然后将等离子处理后的膜体与含有亲水性生物活性分子的溶液进行第一混合，然后进行干燥处理。
22.在上述技术方案中，对膜体进行等离子处理后，膜体的外表面形成极性基团，可以提高聚四氟乙烯膜体的组织亲和性，有利于成骨细胞在聚四氟乙烯膜体的表面黏附和生长，也可以提高聚四氟乙烯膜体外表面的极性基团与亲水性生物活性分子相互作用、有效结合，提高膜体与生物活性层之间的结合稳定性，可实现协同利于成骨细胞的黏附和生长的作用，进而有利于提升采用该聚四氟乙烯屏障膜进行骨增量手术时的新生骨量。
23.结合第三方面，本技术可选的实施方式中，等离子处理使用的气体选用氨气。
24.上述技术方案，可以使得等离子处理后的膜体外表面具有氨基，可以提高聚四氟乙烯膜体的组织亲和性。
25.可选地，等离子处理使用的气体选用氨气。
26.可选地，等离子处理的功率为80-120w。
27.可选地，等离子处理的时间为60-300s，氨气的流速为20-60cm3/min。
28.结合第三方面，本技术可选的实施方式中，第一混合的步骤包括：将等离子处理后的膜体浸渍于含有亲水性生物活性分子的溶液中。
29.采用浸渍的方式，可以提高聚四氟乙烯膜体与亲水性生物活性分子之间的结合作用，有利于进一步提高膜体与生物活性层之间的结合稳定性，进一步提高对成骨细胞的黏附和生长作用，进而有利于进一步提升采用该聚四氟乙烯屏障膜进行骨增量手术时的新生骨量。
30.可选地，浸渍的时间为30-120min。
31.结合第三方面，本技术可选的实施方式中，生物活性层的材质还包括交联剂，交联剂与极性基团和亲水性生物活性分子均共价连接。制备方法还包括：将第一混合后的体系与含有交联剂的溶液进行第二混合；
32.上述技术方案，交联剂与膜体外表面的极性基团和亲水性生物活性分子均共价连接，有利于进一步提高聚四氟乙烯膜体与亲水性生物活性分子之间的结合作用，有利于进一步提高膜体与生物活性层之间的结合稳定性，进一步提高对成骨细胞的黏附和生长作用，进而有利于进一步提升采用该聚四氟乙烯屏障膜进行骨增量手术时的新生骨量。
33.可选地，交联剂包括京尼平以及戊二醛中的至少一种。
34.可选地，第二混合的步骤包括：将第一混合后的体系浸渍于含有交联剂的溶液中。
附图说明
35.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
36.图1为本技术提供的聚四氟乙烯屏障膜的制备工艺流程图。
37.图2为本技术实施例1-4以及对比例制得的聚四氟乙烯屏障膜应用于骨增量手术对应的新生骨量的对比结果图。
38.图3为本技术实施例2与对比例制得的聚四氟乙烯屏障膜的抗菌结果对比图。
具体实施方式
39.gbr屏障膜主要分为可吸收屏障膜和不可吸收屏障膜两类。gbr屏障膜的空间维持能力直接关系到骨增量手术中的成骨质量，在大面积骨缺损或存在垂直向缺损时尤甚，因此，相较于可吸收屏障膜，具有空间维持能力的不可吸收屏障膜更有利于保障新生骨量。
40.目前，不可吸收屏障膜主要包括聚四氟乙烯膜、钛网和钛加强聚四氟乙烯膜；相较于钛网，聚四氟乙烯膜和钛加强聚四氟乙烯膜的成本相对更低，因而现有技术中常使用的不可吸收屏障膜主要是聚四氟乙烯膜或钛加强聚四氟乙烯膜。
41.发明人发现，骨增量手术中，现有的聚四氟乙烯膜或钛加强聚四氟乙烯膜围成的空间内的新生骨量依旧无法达到预期量的原因在于：膜体的表面能较低，膜材属于强疏水性材料，膜体的组织亲和性差易暴露，细胞难以在膜体的表面黏附并生长。
42.为解决上述问题，本技术提供一种聚四氟乙烯屏障膜，聚四氟乙烯屏障膜包括膜
体以及位于膜体的表面上的生物活性层；其中，膜体的材质包括聚四氟乙烯，且膜体的外表面具有极性基团；生物活性层的材质包括亲水性生物活性分子。
43.聚四氟乙烯膜体的外表面具有极性基团，提高聚四氟乙烯膜体的组织亲和性，有利于成骨细胞在聚四氟乙烯膜体的表面黏附和生长；聚四氟乙烯膜体表面上的生物活性层(材质包括亲水性生物活性分子)，也有利于成骨细胞的黏附和生长；聚四氟乙烯膜体外表面的极性基团与亲水性生物活性分子相互作用、有效结合，提高膜体与生物活性层之间的结合稳定性，可实现协同利于成骨细胞的黏附和生长的作用，进而有利于提升采用该聚四氟乙烯屏障膜进行骨增量手术时的新生骨量。此外，亲水性生物活性分子也可以因其具有的特性而赋予聚四氟乙烯屏障膜对应的特性，使得聚四氟乙烯屏障膜具有多功能性。
44.在本技术一些可选的实施方式中，亲水性生物活性分子包括胶原、壳聚糖以及丝素蛋白中的至少一种。
45.亲水性生物活性分子选用上述物质，有利于进一步提高聚四氟乙烯屏障膜的组织亲和性，进而有利于进一步提高采用该聚四氟乙烯屏障膜进行骨增量手术时的新生骨量。具体地，当亲水性生物活性分子选用胶原时，可促进成骨，提高新生骨量；当亲水性生物活性分子选用壳聚糖时，可赋予聚四氟乙烯屏障膜抗菌作用，也有利于成骨细胞的生长，提高新生骨量；当亲水性生物活性分子选用丝素蛋白时，具有促进成骨细胞的黏附的效果。
46.进一步地，亲水性生物活性分子选自胶原，可促进成骨，有利于进一步提高采用该聚四氟乙烯屏障膜进行骨增量手术时的新生骨量。
47.作为示例性地，胶原为i型胶原，可实现有效促成骨作用。
48.需要说明的是，在其他可行的实施方式中，亲水性生物活性分子也可以选用胶原衍生物、壳聚糖衍生物、丝素蛋白质衍生物以及糖胺聚糖等。
49.在本技术一些可选的实施方式中，极性基团包括氨基、羰基以及羧基中的至少一种。
50.极性基团选用上述基团，有利于进一步提高聚四氟乙烯膜体与亲水性生物活性分子之间的结合作用，有利于进一步提高膜体与生物活性层之间的结合稳定性，进一步提高对成骨细胞的黏附和生长作用，进而有利于进一步提升采用该聚四氟乙烯屏障膜进行骨增量手术时的新生骨量。
51.进一步地，极性基团包括氨基以及羰基中的至少一种，可进一步提高膜体与生物活性层之间的结合稳定性。
52.在一些可行的实施方式中，膜体的材质还包括钛。可提高聚四氟乙烯膜体的机械强度，可提高整个聚四氟乙烯屏障膜的空间维持稳定性，有利于进一步提升采用该聚四氟乙烯屏障膜进行骨增量手术时的新生骨量。
53.作为示例性地，膜体的材质包括聚四氟乙烯以及钛时，膜体选用商品化的钛加强聚四氟乙烯膜。
54.在一些可行的实施方式中，生物活性层的材质还包括交联剂，交联剂与极性基团和亲水性生物活性分子均共价连接。
55.上述技术方案，有利于进一步提高聚四氟乙烯膜体与亲水性生物活性分子之间的结合作用，有利于进一步提高膜体与生物活性层之间的结合稳定性，进一步提高对成骨细胞的黏附和生长作用，进而有利于进一步提升采用该聚四氟乙烯屏障膜进行骨增量手术时
的新生骨量。
56.进一步地，交联剂包括京尼平以及戊二醛中的至少一种。上述物质，可有效且稳定地与极性基团和亲水性生物活性分子均共价连接，进而提高膜体与生物活性层之间的结合稳定性。
57.再进一步地，交联剂选用京尼平；京尼平为天然生物交联剂，可有效且稳定地与极性基团和亲水性生物活性分子均共价连接，且生物毒性小，有利于成骨细胞的生长，进而提高新生骨量。
58.需要说明的是，在其他可行的实施方式中，交联剂也可以选用酸酐、(1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐)(edc)、n-羟基琥珀酰亚胺(nhs)等。
59.本技术还提供一种上述提供的聚四氟乙烯屏障膜在用于制备引导骨再生膜中的应用。
60.采用本技术上述提供的聚四氟乙烯屏障膜作为引导骨再生膜进行骨增量手术，可提高骨增量手术时的新生骨量。
61.本技术还提供一种上述提供的聚四氟乙烯屏障膜的制备方法，包括：对膜体进行等离子处理，然后将等离子处理后的膜体与含有亲水性生物活性分子的溶液进行第一混合，然后进行干燥处理。
62.本技术提供的聚四氟乙烯屏障膜的制备方法中，对膜体进行等离子处理后，膜体的外表面形成极性基团，可以提高聚四氟乙烯膜体的组织亲和性，有利于成骨细胞在聚四氟乙烯膜体的表面黏附和生长，也可以提高聚四氟乙烯膜体外表面的极性基团与亲水性生物活性分子相互作用、有效结合，提高膜体与生物活性层之间的结合稳定性，可实现协同利于成骨细胞的黏附和生长的作用，进而有利于提升采用该聚四氟乙烯屏障膜进行骨增量手术时的新生骨量。
63.图1为本技术提供的聚四氟乙烯屏障膜的制备工艺流程图，请参阅图1，该制备方法包括如下步骤：
64.s10，对膜体的表面进行洁净处理。
65.先对膜体表面进行洁净处理，有利于后续对膜体进行等离子处理时，膜体的外表面可以形成更多的极性基团。
66.在本技术一些可选的实施方式中，采用超声清洗的方式对膜体表面进行洁净处理。
67.进一步地，洁净处理的步骤包括：依次使用无水乙醇和去离子水对膜体的表面进行超声清洗，然后再进行干燥。
68.作为示例性地，干燥的温度可以为20-40℃。
69.s20，对膜体进行等离子处理。
70.对膜体进行等离子处理，膜体的外表面形成极性基团，可以提高聚四氟乙烯膜体的组织亲和性，有利于成骨细胞在聚四氟乙烯膜体的表面黏附和生长，进而有利于进一步提升采用该聚四氟乙烯屏障膜进行骨增量手术时的新生骨量。
71.在本技术一些可选的实施方式中，等离子处理使用的气体选用氨气。可以使得等离子处理后的膜体外表面具有氨基，可以提高聚四氟乙烯膜体的组织亲和性。
72.在本技术一些可选的实施方式中，等离子处理的功率为80-120w。可以在不损伤膜
体的基础上，尽可能使得膜体的外表面形成氨基的数量较多，以有效提高聚四氟乙烯膜体的组织亲和性。若等离子处理的功率较低，导致膜体的外表面形成的氨基的数量有所减少；若等离子处理的功率较高，可能会导致膜体表面损伤，导致膜体表面黏附的成骨细胞有所减少，进而导致新生骨量有所减少。
73.作为示例性地，等离子处理的功率可以为80w、85w、90w、95w、100w、105w、110w、115w和120w中任意一点值或任意两者之间的范围值。
74.进一步地，等离子处理使用的气体选用氨气，等离子处理的功率为90-110w。
75.在本技术一些可选的实施方式中，等离子处理的时间为60-300s。可以在不损伤膜体的基础上，尽可能使得膜体的外表面形成氨基的数量较多，以有效提高聚四氟乙烯膜体的组织亲和性。若等离子处理的时间较短，导致膜体的外表面形成的氨基的数量有所减少；若等离子处理的功率较长，可能会导致膜体表面损伤，导致膜体表面黏附的成骨细胞有所减少，进而导致新生骨量有所减少。
76.作为示例性地，等离子处理的时间可以为60s、90s、100s、120s、180s、200s、250s和300s中任意一点值或任意两者之间的范围值。
77.进一步地，等离子处理的时间为150-210s。
78.在本技术一些可选的实施方式中，等离子处理时氨气的流速为20-60cm3/min。可以提高膜体的外表面形成氨基的数量；若氨气的流速较快，膜体的外表面来不及形成较多的氨基，导致膜体的外表面形成氨基的数量有所降低；若氨气的流速较慢，也可以导致参与反应形成的氨基的数量有所降低。
79.作为示例性地，氨气的流速可以为20cm3/min、25cm3/min、30cm3/min、40cm3/min、45cm3/min、50m3/min和60cm3/min中任意一点值或任意两者之间的范围值。
80.进一步地，等离子处理使用的气体选用氨气，等离子处理时氨气的流速为30-50cm3/min。
81.s30，将等离子处理后的膜体与含有亲水性生物活性分子的溶液进行第一混合。
82.对膜体进行等离子处理后，膜体的外表面形成极性基团，将等离子处理后的膜体与含有亲水性生物活性分子的溶液进行第一混合，膜体的外表面的极性基团可以与亲水性生物活性分子相互作用、有效结合，形成稳定结合至膜体表面的生物活性层，可实现协同利于成骨细胞的黏附和生长的作用，进而有利于提升采用该聚四氟乙烯屏障膜进行骨增量手术时的新生骨量。
83.承上所述，亲水性生物活性分子包括胶原、壳聚糖以及丝素蛋白中的至少一种。
84.在本技术一些可选的实施方式中，当亲水性生物活性分子选用胶原时，胶原在与膜体进行第一混合的溶液中的质量浓度为2-5mg/l。若浓度较低，则可与膜外侧表面极性基团结合的亲水性生物活性分子较少，导致膜表面结合的生物活性分子较少；若浓度越高反应趋于饱和反而产生不必要的浪费，且分子间作用力增大，不利于反应基团暴露。
85.作为示例性地，胶原在与膜体进行第一混合的溶液中的质量浓度可以为2mg/l、2.5mg/l、2.8mg/l、3mg/l、3.2mg/l、3.5mg/l、4mg/l、4.5mg/l和5mg/l中任意一点值或任意两者之间的范围值。
86.进一步地，当亲水性生物活性分子选用胶原时，胶原在与膜体进行第一混合的溶液中的质量浓度为2.8-3.2mg/l。
87.在本技术一些可选的实施方式中，当亲水性生物活性分子选用壳聚糖时，壳聚糖在与膜体进行第一混合的溶液中的质量百分比为2-5％。
88.作为示例性地，壳聚糖在与膜体进行第一混合的溶液中的质量百分比可以为2％、2.5％、2.8％、3％、3.2％、3.5％、4％、4.5％和5％中任意一点值或任意两者之间的范围值。
89.进一步地，当亲水性生物活性分子选用壳聚糖时，壳聚糖在与膜体进行第一混合的溶液中的质量百分比为2.8-3.2％。
90.在本技术一些可选的实施方式中，第一混合的步骤包括：将等离子处理后的膜体浸渍于含有亲水性生物活性分子的溶液中。
91.采用浸渍的方式，可以提高聚四氟乙烯膜体与亲水性生物活性分子之间的结合作用，有利于进一步提高膜体与生物活性层之间的结合稳定性，进一步提高对成骨细胞的黏附和生长作用，进而有利于进一步提升采用该聚四氟乙烯屏障膜进行骨增量手术时的新生骨量。
92.进一步地，第一混合时，浸渍的时间为30-120min。若浸渍的时间较短，膜体外表面的极性基团与亲水性生物活性分子之间的反应时间较短，导致最终膜体表面的生物活性层内的亲水性生物活性分子数量有所减少。
93.作为示例性地，第一混合时，浸渍的时间可以为30min、40min、50min、60min、80min、90min、100min、110min和120min中任意一点值或任意两者之间的范围值。
94.再进一步地，第一混合时，浸渍的时间为40-80min。
95.在本技术一些可选的实施方式中，在进行第一混合后且进行后续的第二混合前，对第一混合后的体系进行干燥。上述方式，有利于在后续第二混合过程中，交联剂可以有效接触至膜体上的亲水性生物活性分子以及极性基团，提高膜体与生物活性层之间的结合稳定性。
96.作为示例性地，干燥的温度为20-40℃。
97.s40，将第一混合后的体系与含有交联剂的溶液进行第二混合，然后进行干燥处理。
98.将第一混合后的体系与含有交联剂的溶液进行第二混合，交联剂与膜体外表面的极性基团和亲水性生物活性分子均共价连接，使得膜体与亲水性生物活性分子之间的结合力更强，有利于进一步提高膜体与生物活性层之间的结合稳定性，进一步提高对成骨细胞的黏附和生长作用，进而有利于进一步提升采用该聚四氟乙烯屏障膜进行骨增量手术时的新生骨量。
99.承上所述，交联剂包括京尼平以及戊二醛中的至少一种。
100.在本技术一些可选的实施方式中，当交联剂选用京尼平时，京尼平在与膜体进行第二混合的溶液中的浓度为0.1-1.0wt％。若交联剂的浓度较低，会导致与极性基团和亲水性生物活性分子共价连接的交联剂的数量较少，导致膜体与生物活性层之间的结合稳定性有所降低；若交联剂的浓度较高，会导致交联度过高影响膜的使用性能。
101.作为示例性地，京尼平在与膜体进行第二混合的溶液中的浓度可以为0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％和1.0wt％中任意一点值或任意两者之间的范围值。
102.进一步地，京尼平在与膜体进行第二混合的溶液中的浓度为0.4-0.6wt％。
103.在本技术一些可选的实施方式中，当交联剂选用戊二醛时，戊二醛在与膜体进行第二混合的溶液中的浓度为1.0-2.5wt％。若交联剂的浓度较低，会导致与极性基团和亲水性生物活性分子共价连接的交联剂的数量较少，导致膜体与生物活性层之间的结合稳定性有所降低；若交联剂的浓度较高，会导致交联度过高影响膜的使用性能。
104.作为示例性地，戊二醛在与膜体进行第二混合的溶液中的浓度可以为1wt％、1.2wt％、1.4wt％、1.5wt％、1.7wt％、1.9wt％、2wt％、2.2wt％和2.5wt％中任意一点值或任意两者之间的范围值。
105.进一步地，戊二醛在与膜体进行第二混合的溶液中的浓度为1.5-2wt％。
106.在本技术一些可选的实施方式中，第二混合的步骤包括：将第一混合后的体系浸渍于含有交联剂的溶液中。
107.采用浸渍的方式，可以提高交联剂与亲水性生物活性分子以及极性基团之间的结合作用，有利于进一步提高膜体与生物活性层之间的结合稳定性，进一步提高对成骨细胞的黏附和生长作用，进而有利于进一步提升采用该聚四氟乙烯屏障膜进行骨增量手术时的新生骨量。
108.进一步地，第二混合时，浸渍的时间为6-24h。若浸渍的时间较短，膜体外表面的极性基团以及亲水性生物活性分子与交联剂的反应时间较短，导致膜体与生物活性层之间的结合稳定性有所降低。
109.作为示例性地，第二混合时，浸渍的时间可以为6h、9h、12h、15h、18h、20h、22h、和24h中任意一点值或任意两者之间的范围值。
110.再进一步地，第二混合时，浸渍的时间为12-20h。
111.在本技术一些可选的实施方式中，在进行第二混合后，使用去离子水清洗膜体表面多余的交联剂。
112.进一步地，使用去离子水清洗膜体表面多余的交联剂后，对膜体进行干燥。
113.作为示例性地，干燥的温度为20-40℃。
114.需要说明的是，在一些可行的实施方式中，s30和s40步骤也可以同步进行，即：将等离子处理后的膜体与含有亲水性生物活性分子以及交联剂的溶液中进行混合。
115.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
116.实施例1
117.本实施例提供一种聚四氟乙烯屏障膜，采用如下步骤制备：
118.(1)将钛加强聚四氟乙烯膜依次用无水乙醇、去离子水超声清洗，每次10min，重复三次，将清洁后的样品放于洁净烘箱内25℃烘干。
119.(2)将步骤(1)干燥后的钛加强聚四氟乙烯膜放置于等离子发生腔内中，先抽真空，然后打开氨气气流，控制气流流速为40cm3/min，待气流稳定后再启动等离子发生器，等离子发生功率为100w，等离子处理时间为180s。
120.(3)将步骤(2)等离子处理后的钛加强聚四氟乙烯膜浸渍于3mg/l的i型胶原溶液中，浸渍60min后，将钛加强聚四氟乙烯膜转移至真空干燥箱内37℃烘干。
121.(4)将步骤(3)干燥后的钛加强聚四氟乙烯膜浸渍于1.5wt％的戊二醛溶液中，浸渍12h后；用去离子水清洗钛加强聚四氟乙烯膜表面的多余戊二醛，将钛加强聚四氟乙烯膜转移至真空干燥箱内37℃烘干。
122.实施例2
123.本实施例提供一种聚四氟乙烯屏障膜，采用如下步骤制备：
124.(1)将钛加强聚四氟乙烯膜依次用无水乙醇、去离子水超声清洗，每次10min，重复三次，将清洁后的样品放于洁净烘箱内25℃烘干。
125.(2)将步骤(1)干燥后的钛加强聚四氟乙烯膜放置于等离子发生腔内中，先抽真空，然后打开氨气气流，控制气流流速为40cm3/min，待气流稳定后再启动等离子发生器，等离子发生功率为100w，等离子处理时间为180s。
126.(3)将步骤(2)等离子处理后的钛加强聚四氟乙烯膜浸渍于3wt％的壳聚糖溶液中，浸渍60min后，将钛加强聚四氟乙烯膜转移至真空干燥箱内37℃烘干。
127.(4)将步骤(3)干燥后的钛加强聚四氟乙烯膜浸渍于1.5wt％的戊二醛溶液中，浸渍12h后；用去离子水清洗钛加强聚四氟乙烯膜表面的多余戊二醛，将钛加强聚四氟乙烯膜转移至真空干燥箱内37℃烘干。
128.实施例3
129.本实施例提供一种聚四氟乙烯屏障膜，本实施例与实施例1的区别在于：实施例3中只进行实施例1中的步骤(1)至步骤(3)。
130.实施例4
131.本实施例提供一种聚四氟乙烯屏障膜，本实施例与实施例2的区别在于：实施例4中只进行实施例2中的步骤(1)至步骤(3)。
132.对比例
133.本对比例提供一种聚四氟乙烯屏障膜，本对比例与实施例1的区别在于：对比例中只进行实施例1中的步骤(1)和步骤(2)。
134.实验例1
135.将实施例1-4以及对比例制得的聚四氟乙烯屏障膜应用于骨增量手术，新生骨量的数据结果如图2所示。
136.建立兔子颅骨缺损模型，对比实施例1-4以及对比例制得的聚四氟乙烯屏障膜的成骨效果差异。具体方法如下：
137.选择20只3kg的新西兰兔，分成两组(分别为4周观察组i，12周观察组ii，每组各10只新西兰兔)，每只新西兰兔制造2个8mm缺损模型，每组总共20个模型，随机分配实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、对比例制得的聚四氟乙烯屏障膜，每个实施例和对比例制得的聚四氟乙烯屏障膜各4个实验位点。
138.(1)手术前1天新西兰兔禁食不禁水12h，试验当天新西兰兔称重后进行麻醉，肌肉注射舒泰0.15ml/kg诱导麻醉。
139.(2)剃毛：剃除新西兰兔的头颅部位毛发。
140.(3)消毒：使得新西兰兔侧卧，用2％碘伏行头面部消毒，铺无菌单。
141.(4)局部麻醉：术区2％盐酸利多卡因(1:100000肾上腺素)行局部浸润麻醉，以减少术中术区出血。
142.(5)造模：沿颅骨中间切开一条3.0cm-4.0cm的切口，将头皮和皮下组织小心拉开以便使用打磨机及弯机进行钻磨，用7mm直径的空心钻头进行钻孔，在新西兰兔的颅骨左右两边各制造一个8mm的缺损。钻磨过程中用大量的生理盐水降温，同时注意不要伤及硬脑膜。造模完成后，将造模处颅骨取出。
143.(6)放置材料：用无菌器械夹取直径为12mm的实施例1-4或对比例的聚四氟乙烯屏障膜，在聚四氟乙烯屏障膜的周边1mm处分别小心涂抹医用胶，同时注意不要涂抹在聚四氟乙烯屏障膜的中心区域，然后将聚四氟乙烯屏障膜分别盖在新西兰兔的颅骨缺损处。
144.(7)缝合：采用间断完全关闭创口。
145.(8)术中对异常情况及解决措施进行记录。
146.(9)术后：肌注青霉素(40万u/d)及托芬那酸消炎镇痛。
147.(10)术后对新西兰兔进行保温，并监测新西兰兔的体征直至完全苏醒。
148.(11)抗感染及镇痛。抗感染：肌注青霉素(40万u/d)，1次/天，连用3天；镇痛：托芬酸钠0.1ml/kg，1次/天，连用3天。
149.(12)手术后第4周将4周观察组i的新西兰兔处死，手术后第12周将12周观察组ii的新西兰兔处死，处死新西兰兔后的操作如下：取下新西兰兔的整块颅骨标本置于4％中性福尔马林/1％氯化钙溶液固定，进行三维ct进行缺损区域新骨体积分析nbv(mm3)，然后再进行h&e染色组织学观察，并进行组织形态计量学分析新骨占比nba(％)，实验结果如图2所示；其中，nba(％)的计算公式为：nba＝(新生骨面积/缺损区面积)
×
100％；图2中，当p＜0.01时，表示组间具有显著差异，使用**表示；当p＜0.001时，表示组间具有极其显著差异，使用***表示；图2中，nbv-4w代表：4周观察组i的颅骨缺损处的新生骨的体积，nbv-12w代表：12周观察组ii的颅骨缺损处的新生骨的体积，nba-4w代表：4周观察组i的颅骨缺损处的新生骨占比，nba-12w代表12周观察组ii的颅骨缺损处的新生骨占比。
150.从图2中可以看出，无论是手术后4周还是手术后12周，相比于采用对比例制得的聚四氟乙烯屏障膜，采用实施例1-4的聚四氟乙烯屏障膜时，新西兰兔的颅骨缺损处的新生骨量均更多；且手术后12周，实施例1-4与对比例的新生骨量差异更加明显，表明：采用实施例1-4的聚四氟乙烯屏障膜可有效提升骨增量手术时的新生骨量。
151.进一步地，无论是手术后4周还是手术后12周，相比于采用实施例3-4制得的聚四氟乙烯屏障膜，采用实施例1-2的聚四氟乙烯屏障膜时，新西兰兔的颅骨缺损处的新生骨量均更多；表明：制备聚四氟乙烯屏障膜使用交联剂(例如，戊二醛)，有利于进一步提升骨增量手术时的新生骨量。
152.实验例2
153.将实施例2以及对比例制得的聚四氟乙烯屏障膜，用于体外抗菌实验，抗菌效果如图3所示。采用s.aureus atcc 6538和e.coli atcc 8739两种细菌分别进行抗菌活性研究，具体方法如下：
154.分别将100μls.aureus atcc 6538和e.coli atcc 8739加入2ml营养肉汤，随后放入37℃摇床中以220rpm培养4-6h。吸取100μl培养后的细菌于96孔板中，通过酶标仪检测其od值，进而计算出细菌浓度。将细菌浓度梯度稀释至浓度为1
×
105cfu/ml，随后吸取1ml菌液分别加入至实施例2或对比例制得的尺寸为1cm2的聚四氟乙烯屏障膜，使用旋涡混合器充分混匀后，将样品置于37℃摇床中以转速100rpm孵育2h。随后用无菌pbs将菌液稀释至20
倍后，取20μl进行涂板，并将其置于37℃霉菌培养箱中培养过夜，次日计算细菌菌落数量，计算抗菌活性(antibacterial activity)，实验结果如图3所示；其中，抗菌活性(antibacterial activity)的计算公式为：抗菌活性＝(菌落减少数量/初始菌落数量)
×
100％；图3中，当p＜0.001时，表示组间具有极其显著差异，使用***表示。
155.从图3可以看出，相比于对比例制得的聚四氟乙烯屏障膜，实施例2制得的聚四氟乙烯屏障膜的抗菌效果明显更佳。
156.综上，本技术提供的聚四氟乙烯屏障膜中，亲水性的聚四氟乙烯膜体与亲水性生物活性分子相互作用、有效结合，提高膜体与生物活性层之间的结合稳定性，可实现协同利于成骨细胞的黏附和生长的作用，进而有利于提升采用该聚四氟乙烯屏障膜进行骨增量手术时的新生骨量。此外，亲水性生物活性分子也可以因其具有的特性而赋予聚四氟乙烯屏障膜对应的特性，使得聚四氟乙烯屏障膜具有多功能性。
157.以上所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。

技术特征：
1.一种聚四氟乙烯屏障膜，其特征在于，包括：膜体以及位于所述膜体的表面上的生物活性层；其中，所述膜体的材质包括聚四氟乙烯，且所述膜体的外表面具有极性基团；所述生物活性层的材质包括亲水性生物活性分子。2.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯屏障膜，其特征在于，所述亲水性生物活性分子包括胶原、壳聚糖以及丝素蛋白中的至少一种；可选地，所述亲水性生物活性分子选自胶原。3.根据权利要求1或2所述的聚四氟乙烯屏障膜，其特征在于，所述极性基团包括氨基、羰基以及羧基中的至少一种；可选地，所述极性基团包括氨基以及羰基中的至少一种。4.根据权利要求1或2所述的聚四氟乙烯屏障膜，其特征在于，所述膜体的材质还包括钛。5.根据权利要求1或2所述的聚四氟乙烯屏障膜，其特征在于，所述生物活性层的材质还包括交联剂，所述交联剂与所述极性基团和所述亲水性生物活性分子均共价连接；可选地，所述交联剂包括京尼平以及戊二醛中的至少一种。6.如权利要求1-5中任一项所述的聚四氟乙烯屏障膜在用于制备引导骨再生膜中的应用。7.一种如权利要求1-5中任一项所述的聚四氟乙烯屏障膜的制备方法，其特征在于，包括：对所述膜体进行等离子处理，然后将所述等离子处理后的所述膜体与含有所述亲水性生物活性分子的溶液进行第一混合，然后进行干燥处理。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述等离子处理使用的气体选用氨气；可选地，所述等离子处理的功率为80-120w；可选地，所述等离子处理的时间为60-300s；可选地，所述氨气的流速为20-60cm3/min。9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述第一混合的步骤包括：将所述等离子处理后的所述膜体浸渍于含有所述亲水性生物活性分子的溶液中；可选地，所述浸渍的时间为30-120min。10.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述生物活性层的材质还包括交联剂，所述交联剂与所述极性基团和所述亲水性生物活性分子均共价连接；所述制备方法还包括：将所述第一混合后的体系与含有所述交联剂的溶液进行第二混合；可选地，所述交联剂包括京尼平以及戊二醛中的至少一种；可选地，所述第二混合的步骤包括：将所述第一混合后的体系浸渍于含有所述交联剂的溶液中。

技术总结
本申请提供一种聚四氟乙烯屏障膜及其应用和制备方法，属于生物医用材料技术领域。聚四氟乙烯屏障膜包括膜体以及位于膜体的表面上的生物活性层；其中，膜体的材质包括聚四氟乙烯，且膜体的外表面具有极性基团；生物活性层的材质包括亲水性生物活性分子。本申请提供的聚四氟乙烯屏障膜中，聚四氟乙烯膜体外表面的极性基团与亲水性生物活性分子相互作用、有效结合，提高膜体与生物活性层之间的结合稳定性，可实现协同利于成骨细胞的黏附和生长的作用，进而有利于提升采用该聚四氟乙烯屏障膜进行骨增量手术时的新生骨量。此外，亲水性生物活性分子也可以因其具有的特性而赋予聚四氟乙烯屏障膜多功能性。乙烯屏障膜多功能性。乙烯屏障膜多功能性。


技术研发人员：萧学敏 胡克磊 李丽花 谭荣伟 佘振定
受保护的技术使用者：深圳兰度生物材料有限公司
技术研发日：2023.06.26
技术公布日：2023/10/11