不同製程之幾丁聚醣/三鈣磷酸鹽薄膜結構之研究及作為引導組織再生膜之評估(1/3)
學年 94
學期 1
出版（發表）日期 2006-01-01
作品名稱 不同製程之幾丁聚醣/三鈣磷酸鹽薄膜結構之研究及作為引導組織再生膜之評估(1/3)
作品名稱（其他語言） Studies on the Effects of Different Formation Processes on the Structures and Properties of Chitosan/Tricalcium Phosphate Membranes and Their Applications in Guided Tissue Regeneration (1/3)
著者 董崇民; 周秀慧; 傅鍔
單位 淡江大學化學工程與材料工程學系
描述 計畫編號：NSC95-2313-B032-004-MY3 研究期間：200608~200707 研究經費：1,028,000
委託單位 行政院國家科學委員會
摘要 牙周病為最常見的口腔疾病之一，成年人罹患機率更高達90%，其中約10%會有重 度牙周病(refractory periodontitis)，近年來牙醫界針對牙周病衍生出一種治療方式-引導組 織再生術(Guided Tissue Regeneration)，其目的在於牙周組織傷口癒合期間，利用阻隔膜 (barrier membrane)將生長較快速的牙齦上皮細胞及結締組織隔絕在再生膜之外，因而能 提供一個穩定的環境與空間讓生長較慢的牙周組織(牙周韌帶、齒槽骨細胞)得以分化、 發育以及生長，達到骨癒合及穩固牙齒的效果。不過目前市面上用於牙周病治療的引導 組織再生膜，價格非常昂貴(4900 NT, 2x3 cm2)，對一般人來說是一大負擔，因此開發出 同時具有適用性、功能性及成本低廉的引導組織再生膜就成為一個重要的研究課題。本 研究欲利用蝦蟹殼廢棄物所提煉出來的幾丁質，將其經過去乙醯化處理所得到的幾丁聚 醣作為引導組織再生膜材料，幾丁聚醣具有良好細胞相容性、無毒性、生物可分解性、 成膜性以及價格便宜等特性，加上本身具有抑菌性，可防止傷口細菌感染，一般多用在 藥用紗布，人工皮膚、手術縫合線、人工腎臟的透析膜等。而為了加速引導骨再生，將 在幾丁聚醣中加入三鈣磷酸鹽((s-tricalcium phosphate, s-TCP))混合成複合材料，藉由 s-TCP 不斷釋放出鈣離子來引導骨性細胞吸附及加速骨組織的再生，同時亦藉著s-TCP 來改善幾丁聚醣的機械性質。為了獲得不同結構之幾丁聚醣/s-TCP 複合膜，本研究將利 用本實驗室以往製膜的經驗，利用各種不同製膜程序(包括乾式、乾/濕式混合、預乾/冷 凍乾燥混合以及預乾/冷凍凝膠混合製程等)來製備出具有不同結構及形態的幾丁聚醣 /s-TCP 薄膜，並對薄膜結構和物理性質的關係做一系統性的研究。另外我們也要研究細 胞在不同結構的薄膜上(譬如孔洞大小、表面官能基、表面粗糙度、親水性程度等)的貼 附、遷移、分化及成長能力。本計畫將從不同結構的薄膜中選擇最適合之薄膜以應用在 骨再生及牙周病再生膜上，針對薄膜的生物相容性、生物降解性及組織修復能力進行評 估。之後，為了增加抗病菌性， 將進一步地在幾丁聚醣/s-TCP 薄膜中加入四環素 (tetracycline)，四環素為一種抗生素，也是一種抑菌劑，常應用於治療許多由微生物或 細菌所引起的病症，例如用於骨骼再生治療、牙周病治療等。骨骼細胞再生及牙周病的 治療，同樣都需要長時間且緩慢的藥物釋放作用，目的在於抑制細菌及微生物的生長。 91/10/30 修訂 本研究將對不同製程的幾丁聚醣/s-TCP 薄膜進行形態觀察、結晶構造分析、孔隙度 測定、機械性質測試、膨潤率、生物降解性及藥物釋放等各項分析，並進行in vitro 的 細胞培養、血小板吸附以評估幾丁聚醣/s-TCP 薄膜的生物相容性，最後並將進行in vivo 的動物活體植入，觀察其細胞活性及組織再生能力。由於從製膜程序開始研究，一直到 最後的動物活體實驗，因此計畫以三年時間來完成，各年重點如下: 第一年主要是利用不同薄膜製程以獲得不同結構的丁聚醣/s-TCP 薄膜，測量薄膜的 重要機械性質和物理性質，對薄膜結構和性質的關係作一系統性的研究。內容包括；(1) 不同製程下幾丁聚醣/s-TCP 薄膜之製備，包括乾式、乾/濕式混合、預乾/冷凍乾燥混合 以及預乾/冷凍凝膠混合製程等；(2)研究不同製程和薄膜結構的關係，瞭解薄膜形成的 機制；(3)測量薄膜的重要機械性質和物理性質，瞭解薄膜結構和性質的關係。 第二年主要是評估幾種具有優良機械及物理性質的幾丁聚醣/s-TCP 薄膜應用在引 導組織再生膜上的可能性。首先進行細胞相容性測試，幾丁聚醣/s-TCP 薄膜直接和纖維 母細胞以及骨性細胞做培養，測定其細胞存活率及貼附性。另外，再生膜的降解速率對 於引導組織再生膜的功能來說是相當重要，因此必須對薄膜的降解速率進行評估。實驗 項目包括(1)幾丁聚醣/s-TCP 薄膜的纖維母細胞培養測試；(2)幾丁聚醣/s-TCP 薄膜的骨 性細胞培養測試；(3)幾丁聚醣/s-TCP 薄膜的血小板貼附測試；(4)幾丁聚醣/s-TCP 薄膜 的降解速率測試。 第三年將對前兩年所評估出的最佳薄膜進行藥物包覆及動物體內植入評估，由於在 臨床施行引導組織再生術中常常會發生再生膜過早暴露的問題，當再生膜提早暴露會使 得大量的細菌聚集與繁殖在再生膜上，細菌會對再生的牙周組織產生毒性，亦可能抑制 細胞的再生與附著而使GTR 效果不佳。因此(1)將包覆四環素藥物，進行藥物釋放速率 測試。另外(2) in vivo 則是將幾丁聚醣/s-TCP 薄膜植入動物體內後，觀察植入部位組織 的細胞活性以及增生量。
關鍵字 幾丁聚醣;三鈣磷酸鹽;引導組織再生;薄膜
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