含生物活性玻璃或其类似物的组合物及其制备方法和应用
阅读说明：本技术 含生物活性玻璃或其类似物的组合物及其制备方法和应用 (Composition containing bioactive glass or analogue thereof, and preparation method and application thereof ) 是由 陶丽 于新新 于 2021-08-03 设计创作，主要内容包括：本发明属于大健康领域,具体涉及一种含有生物活性玻璃或其类似物的组合物及其制备方法和应用。一种含生物活性玻璃或其类似物的组合物,包括生物活性玻璃(BAG)或其类似物及提供H+源和提供CO3～(2-)源或HCO3～(–)源的混合成分。该组合物能用于口腔修复,皮肤修复和创面修复,制备方法简单,效果较好。(The invention belongs to the field of health, and particularly relates to a composition containing bioactive glass or analogues thereof, and a preparation method and application thereof. A composition comprising bioactive glass or its analogs, including bioactive glass(BAG) or its analogue and providing a source of H + and providing CO3 2‑ Source or HCO3 – The mixed composition of the sources. The composition can be used for repairing oral cavity, skin and wound, and has simple preparation method and good effect.)
技术领域
本发明属于大健康领域，具体涉及一种含有生物活性玻璃或其类似物的组合物及其制备方法和应用。
背景技术
生物活性玻璃(简称BAG)或其类似物主要是由钙，磷，硅，氧等元素组成的活性成分，比如含有二氧化硅、氧化钙与五氧化二磷等组分。这些活性成分进入人体后，其表面组成和结构随时间变化，形成具有生物活性的碳酸羟基磷灰石层，为骨头和软组织恢复和生长提供了键合界面。
含有生物活性玻璃的牙膏可用于治疗牙齿的过敏以及牙周疾病。将生物活性玻璃直接添加到含水牙膏中，由于生物活性玻璃易于和水反应，牙膏中的生物活性玻璃成分在储存期会不断减少。而水在牙膏中有重要的作用，除了与亲水性胶体结合增加牙膏的稳定性外，还对牙膏的发泡性、成条性、清洁值、pH值、流变学性质、口感等方面影响重大。为了减少水对活性玻璃降解作用的影响，含有生物活性玻璃的牙膏可以采用无水配方，即用甘油、低分子量聚乙二醇等材料作为基质制备。
如现有技术中国专利申请CN 108125806 A公开一种含有生物活性玻璃的牙膏。制备方法如下：将医用甘油和卡波姆940充分搅拌，静置；再依次加入山梨醇、纤维素钠、木糖醇、水合硅石、医用聚乙二醇-400、月桂醇硫酸酯纳、天然香精、微纳米生物活性玻璃、纳米生物活性玻璃、纳米羟基磷灰石、纯净水、枸橼酸和C177891，充分搅拌即得。
虽然这种牙膏能够减少生物活性玻璃成分在储存期间的衰减，但稳定性较差，在使用时会因为无水体系吸收口腔唾液而发热，导致口感怪异，而且仅靠唾液提供水分，在有限的刷牙时间中生物活性玻璃的反应速率较低，导致利用率下降及牙膏品质下降。
本发明旨在研究一种剂量准确、质量稳定、储存携带方便、可快速分散使用的组合物，解决了生物活性玻璃与水反应的缺陷，同时具有较好的促进伤口愈合的功效。
发明内容
为克服以上技术问题，本发明提供了一种含生物活性玻璃或其类似物的组合物及其制备方法和应用。该组合物能用于口腔修复、皮肤修复和创面修复，制备方法简单，效果较好。
为实现以上目的，本发明提供的技术方案如下：
一种含生物活性玻璃或其类似物的组合物，包括生物活性玻璃(BAG)或其类似物及提供H+源和提供CO3 2-源或HCO3 –源的混合成分。
优选地，所述生物活性玻璃或类似物为包括钙，磷，硅，氧元素的活性成分；
优选地，所述生物活性玻璃或类似物包括二氧化硅、氧化钙与五氧化二磷。
优选地，按照重量份数计，所述生物活性玻璃或类似物中所述二氧化硅、氧化钙与五氧化二磷的含量为5-60份：10-60份：1-40份。
优选地，按照重量份数计，所述组合物包括生物活性玻璃或其类似物5-90份，提供H+源的成分5-85份，提供CO3 2-源或HCO3 –源的成分5-85份；优选地，所述提供H+源的成分：提供CO3 2-源或HCO3 –源的成分的质量比为5：1-1：5。
优选地，所述提供H+源的成分选自酒石酸、富马酸、枸橼酸、己二酸、苹果酸和水溶性氨基酸中的任一种或多种；
优选地，所述提供H+源的成分均为粒径为40-150目之间的固体粉末。
优选地，所述提供H+源的成分为质量比为1:1-2:1-3的酒石酸、苹果酸和枸橼酸的混合物；
优选地，所述提供CO3 2-源或HCO3 –源的成分选自碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸钙与碳酸氢钙中的任一种或多种；
优选地，所述提供CO3 2-源或HCO3 –源的成分均为粒径为40-150目之间的固体粉末。
优选地，所述提供CO3 2-源或HCO3 –源的成分为质量比为1-2:1:1-2的碳酸氢钠，碳酸钠和碳酸氢钾的混合物；
优选地，所述生物活性玻璃类似物中还含有钾元素，锌元素，锶元素，锡元素和钠元素中的任一种或多种。
优选地，所述组合物还含有辅料，所述辅料选自甘露醇、乳糖、PEG6000、硬质富马酸钠、氯化钠、PEG4000、十二烷基硫酸钠、十二烷基硫酸镁、L-亮氨酸、苯甲酸钠、油酸钠、氯化钠、醋酸钠、硼酸和甜菊素中的任一种或多种。
优选地，按照重量份数计，所述生物活性玻璃组合物包括以下组分：生物活性玻璃或其类似物5-50份、提供H+源的成分20-60份、提供CO3 2-源或HCO3 –源的成分20-60份、甘露醇10-30份、PEG6000 4-16份、氯化钠0.5-3份、富马酸钠0.3-5份。
本发明的另一目的在于提供所述含生物活性玻璃或其类似物的组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)取H+源的成分和部分辅料在加热条件下混合，搅拌，制粒，制得混合物1；
(2)取生物活性玻璃或其类似物和CO3 2-源或HCO3 –源的成分及剩余辅料混合，制粒，制得混合物2；
(3)将混合物1、混合物2混合、过筛网，压片即得。
优选地，所述加热的温度为50-80℃。
优选地，所述组合物的制备过程中的环境温度为＜30℃；环境湿度RH≤30％。
优选地，步骤(1)中，所述制粒的粒径为24-40目。
本发明的目的还在于提供所述含生物活性玻璃或其类似物的组合物在制备口腔修复，皮肤修复和创面修复产品中的应用。
本发明的目的还在于提供所述含生物活性玻璃或其类似物的组合物制成的制剂。
优选地，所述制剂包括片剂、胶囊、栓剂和颗粒剂中的任一种或多种。
与现有技术比，本发明的技术优势在于：
(1)本发明提供的组合物具有较好的促进伤口愈合的作用，能够有效修复口腔、修复皮肤和修复创面。
(2)本发明中生物活性玻璃或其类似物与H+源和CO3 2-源或HCO3 –源的成分具有较好的协同作用，能够有效促进修复口腔、修复皮肤和修复创面。
(3)本发明提供的组合物中，所述生物活性玻璃或其类似物与H+源和CO3 2-源或HCO3 –源的成分的质量比例对提高组合物的功效具有重要的作用，在本发明提供的组合物质量配比下，组合物能快速释出放活性成分，并协同体系中的H+源和CO32-，快速发挥作用，产生口腔修复、皮肤修复和创面修复的作用。
(4)本发明提供的组合物可快速分散于水中，形成高浓度生物活性玻璃水分散体，产生更好的效果，可以以溶液或混悬液的形态，进行漱口或者伤口接触，接触更加充分，产生更加全面效果。
(5)本发明中H+源和CO3 2-源或HCO3 –源的成分分别制粒后再混合，能够提高组合物的稳定性。
(6)本发明中H+源和CO3 2-源或HCO3 –源的成分的粒径对组合物的性能及效果具有较大的影响，在本发明的范围内能够有效提高组合物的稳定性能，同时提高组合物的起效速度，同时增加活性成分的作用效果，增加活性成分的利用率，促进功效。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行说明，以使本发明技术方案更易于理解、掌握，但本发明并不局限于此。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例或对比例中使用的生物活性玻璃由3M公司提供，型号45S5：包含45％的SiO224.5％Na2O、24.5％CaO、6％P2O5；生物活性玻璃类似物-再生硅，由北京刷新活力健康科技有限公司提供。
实施例1
一种含有生物活性玻璃组合物，包括以下组分：生物活性玻璃(BAG)14份、提供H+源的成分(酸性成分)33份、提供CO3 2-源或HCO3 –源的成分(碱性成分)31份、PEG60005份、甘露醇15.8份、氯化钠1份、富马酸钠1份。
其中，酸性成分为苹果酸；粒径为80目；碱性成分为碳酸氢钾，粒径为80目；
(1)取PEG6000、酸性成分、氯化钠、1/2配方量的甘露醇置于70℃下混合，搅拌25min，制成40目的颗粒，过筛网，制得混合物1；
(2)取BAG和碱性成分及剩余的1/2配方量的甘露醇混合，制粒，制得混合物2；
(3)将混合物1、混合物2和富马酸钠混合、过筛网，制成生物活性玻璃组合物，再经压片即得含生物活性玻璃组合物制剂。
实施例2
一种含有生物活性玻璃组合物，包括以下组分：生物活性玻璃(BAG)5份、提供H+源的成分(酸性成分)20份、提供CO3 2-源或HCO3 –源的成分(碱性成分)20份、PEG60004份、甘露醇10份、氯化钠0.5份、富马酸钠0.3份。
其中，酸性成分为酒石酸粒径为80目；碱性成分为碳酸氢钠，粒径为80目；
所述生物活性玻璃组合物及其制剂的制备方法：
(1)取PEG6000、酸性成分、氯化钠、1/2配方量的甘露醇置于50℃下混合，搅拌40min，制成24目的颗粒，过筛网，制得混合物1；
(2)取BAG和碱性成分及剩余的1/2配方量的甘露醇混合，制粒，制得混合物2；
(3)将混合物1、混合物2和富马酸钠混合、过筛网，制成生物活性玻璃组合物，再经压片即得含生物活性玻璃组合物制剂。
实施例3
一种含有生物活性玻璃组合物，包括以下组分：生物活性玻璃或其类似物30份、提供H+源的成分(酸性成分)60份、提供CO3 2-源或HCO3 –源的成分(碱性成分)50份、甘露醇30份、PEG600016份、氯化钠3份、富马酸钠3份。
其中，酸性成分为枸橼酸粒径为150目；碱性成分为碳酸钠粒径为150目之间；
所述生物活性玻璃组合物及其制剂的制备方法：
(1)取PEG6000、酸性混合物、氯化钠、1/2配方量的甘露醇置于80℃下混合，搅拌20min，制粒，过筛网，制得混合物1；
(2)取BAG和碱性混合物及剩余的1/2配方量的甘露醇混合，制粒，制得混合物2；
(3)将混合物1、混合物2和富马酸钠混合、过筛网，制成生物活性玻璃组合物，再经压片即得含生物活性玻璃组合物制剂。
实施例4
一种含有生物活性玻璃组合物，包括以下组分：生物活性玻璃或其类似物23份、提供H+源的成分(酸性成分)45份、提供CO3 2-源或HCO3 –源的成分(碱性成分)45份、甘露醇30份、PEG600010份、氯化钠2份。
其中，酸性成分为枸橼酸粒径为60目；碱性成分为碳酸氢钠，粒径为60目；
所述生物活性玻璃组合物及其制剂的制备方法：
(1)取PEG6000、酸性成分、氯化钠、1/2配方量的甘露醇置于65℃下混合，搅拌30min，制成24-40目的颗粒，过筛网，制得混合物1；
(2)取BAG和碱性成分及剩余的1/2配方量的甘露醇混合，制粒，制得混合物2；
(3)将混合物1、混合物2混合、过筛网，制成生物活性玻璃组合物，再经压片即得含生物活性玻璃组合物制剂。
实施例5
一种含有生物活性玻璃组合物，包括以下组分：生物活性玻璃(BAG)14份、提供H+源的成分(酸性成分)33份、提供CO3 2-源或HCO3 –源的成分(碱性成分)31份、PEG60005份、甘露醇15.8份、氯化钠1份、富马酸钠1份。
其中，酸性成分为质量比为1:2:3的酒石酸、苹果酸和枸橼酸的混合物；混合物的粒径为80目；碱性成分为质量比为1:1:1的碳酸氢钠，碳酸钠和碳酸氢钾的混合物；混合物的粒径为80目；所述生物活性玻璃组合物及其制剂的制备方法，步骤同实施例1。
实施例6
一种含有生物活性玻璃组合物，包括以下组分：生物活性玻璃(BAG)14份、提供H+源的成分(酸性成分)33份、提供CO3 2-源或HCO3 –源的成分(碱性成分)31份、PEG60005份、甘露醇15.8份、氯化钠1份、富马酸钠1份。
其中，酸性成分质量比为1:1:1的酒石酸、苹果酸和枸橼酸的混合物，混合物的粒径为80目；碱性成分为质量比为2:1:2的碳酸氢钠，碳酸钠和碳酸氢钾的混合物，混合物的粒径为80目；所述生物活性玻璃组合物及其制剂的制备方法，步骤同实施例1。
实施例7
一种含有生物活性玻璃类似物的组合物，包括以下组分：再生硅(生物活性玻璃类似物)14份、提供H+源的成分(酸性成分)33份、提供CO3 2-源或HCO3 –源的成分(碱性成分)31份、PEG60005份、甘露醇15.8份、氯化钠1份、富马酸钠1份。
其中，酸性成分为质量比为1:2:3的酒石酸、苹果酸和枸橼酸的混合物；混合物的粒径为80目；碱性成分为质量比为1:1:1的碳酸氢钠，碳酸钠和碳酸氢钾的混合物；混合物的粒径为80目；所述生物活性玻璃类似物组合物及其制剂的制备方法，步骤同实施例1。
对比例1
与实施例1相比，区别仅在于碱性成分不同。
一种含有生物活性玻璃组合物，包括以下组分：
生物活性玻璃(BAG)14份、提供H+源的成分(酸性成分)33份、提供CO3 2-源或HCO3 –源的成分(碱性成分)31份、PEG6000 5份、甘露醇15.8份、氯化钠1份、富马酸钠1份。
其中，酸性成分同实施例1；碱性成分为Na2HPO4，粒径为80目；
所述生物活性玻璃组合物及其制剂的制备方法，步骤同实施例1。
对比例2
与实施例1相比，区别仅在于碱性成分不同。
一种含有生物活性玻璃组合物，包括以下组分：
生物活性玻璃(BAG)14份、提供H+源的成分(酸性成分)33份、提供CO3 2-源或HCO3 –源的成分(碱性成分)31份、PEG6000 5份、甘露醇15.8份、氯化钠1份、富马酸钠1份。
其中，酸性成分同实施例1；碱性成分为NaHSO4，粒径为80目；
所述生物活性玻璃组合物及其制剂的制备方法，步骤同实施例1。
对比例3
与实施例1相比，区别仅在于生物活性玻璃组合物的制备方法不同。
一种含有生物活性玻璃组合物，组分同实施例1。
所述生物活性玻璃组合物及其制剂的制备方法(将所有原料一起混合后制粒)：取PEG6000、酸性成分、氯化钠、1/2配方量的甘露醇置于70℃下混合，搅拌25min，再加入BAG和碱性成分及剩余的1/2配方量的甘露醇和富马酸钠混合后，制粒，过筛网，制成生物活性玻璃组合物，再经压片即得含生物活性玻璃组合物制剂。
对比例4
与实施例1相比，区别仅在于原料的粒径不同。
一种含有生物活性玻璃组合物，组分同实施例1。
其中，酸性成分同实施例1，粒径为20目；碱性成分同实施例1，粒径为20目；
所述生物活性玻璃组合物及其制剂的制备方法，步骤同实施例1。
效果评价
1.牙本质小管的渗透率(再矿化率)(％)
试验方法：使用实施例制备产品的水分散液对牙齿表面处理后，进行SEM表征。选取一个月内拔除的前磨牙60颗，排除牙根面不完整及龋坏者。去除牙根面的牙石及牙周膜，经超声清洗干燥后，用低速切割机于釉牙骨质界处去除牙冠及牙髓，在牙根的近中或远中面制备成4.0mm×4.0mm×1.5mm的牙组织块进行釉质脱矿处理。然后将牙块随机分成10组，实施例1-6组，对比例1-4组，每组6块，进行实验，将牙块浸泡于实施例制备的溶液和对照例制备的溶液中，24h，进行SEM表征，评价牙本质小管的渗透性(可通过渗透率的指标来衡量，所谓渗透率是指脱矿后不规则的釉质在实施例制备的溶液和对比例制备的溶液中，表面逐渐趋于规则,同时较深的孔隙也变成表浅，釉质表面趋于光滑,通过SEM观测24h后的釉质孔隙状态与釉质脱矿处理前的孔隙状态比值)。
表1每组的平均渗透率
由表可知，对比例1-4渗透率明显低于实施例1-6的渗透率，由此可知，组合物的组成及其制备方法和粒度对其渗透率的影响均较大。
3.伤口愈合试验
建立猪背部缺损创面模型，于猪脊柱单侧制作5cm×5cm×4cm的方形缺损，深至筋膜层。随机分组为实施例1、5、6组和对比例1-4组，对照组，每组3只猪模型，手术后前三天对创面填充纱布进行包埋，三天后创面渗液减少拆除纱布，取实施例和对比例组的样品和生理盐水按照质量1：1进行混合，涂敷于溃烂处3分钟，0.1g/创面；对照组(市售牙膏，配方：生物活性玻璃8％，甘油60％，二氧化硅22％，PEG400 8％，香精1％，月桂醇硫酸酯钠1％)。采用相同处理程序，每天1次涂抹，分别猪背部缺损治疗7d、14d、21d，并对创面修复情况进行追踪，结果表明本发明的产品，5cm*5cm*4cm创面在第21天可以长出和原来完全一样的组织，实现组织原位再生，并有新生毛囊和毛细血管长出。伤口愈合平均数据见表2。
表2伤口愈合试验
由表可知，对比例1-4伤口愈合情况明显差于实施例1、5、6，由此可知，本发明组合物的组成及其制备方法和粒度对伤口愈合情况的影响均较大。
4.口腔黏膜修复试验
取SD大鼠，建立大鼠口腔溃疡模型，麻醉大鼠后，将玻璃管塞棉球一端蘸900g/L苯酚溶液，灼烧大鼠舌头下侧60s，大鼠舌头下侧出现直径5mm的溃疡。
取建模成功的SD大鼠66只，随机分为10组，分别为实施例1-6组、对比例1-4组，对照组，每组6只，将实施例1-6及对比例1-4的产品使用质量比为1:1的生理盐水分散，取溶液涂敷于溃烂处3分钟，0.05g(活性成分)/创面；对照组，相同处理程序，每天治疗1次，连续7d。结果表明本发明产品可快速促进口腔粘膜溃疡修复愈合，7天可完全修复直径为5mm的溃烂创面，实现口腔粘膜的再生修复。每组大鼠口腔黏膜修复数据的平均值见表3。
表3口腔黏膜修复数据
试验组
0d(mm)
1d(mm)
3d(mm)
5d(mm)
7d(mm)
实施例1
5.0
4.0
3.1
1.0
0
实施例2
5.0
4.1
3.0
1.2
0
实施例3
5.0
3.9
3.1
1.1
0
实施例4
5.0
4.3
3.6
1.5
0.2
实施例5
5.0
3.6
2.5
0.9
0
实施例6
5.0
3.4
2.7
0.8
0
对比例1
5.0
4.8
3.8
2.2
2.6
对比例2
5.0
4.6
3.5
2.7
1.8
对比例3
5.0
4.5
3.7
3.4
2.2
对比例4
5.0
4.8
4.1
3.2
2.8
对照组
5.0
4.7
4.0
3.5
2.9
由表可知，对比例1-4口腔粘膜修复情况明显差于实施例1-6，由此可知，组合物的组成及其制备方法和粒度对口腔粘膜修复情况的影响均较大。
5.牙周炎症修复试验
采用丝线结扎下颌第一磨牙3周，建立SD大鼠实验性牙周炎模型，取建模成功的SD大鼠66只，随机分为10组，分别为实施例1-6组、对比例1-4组，对照组，每组6只，实验共进行5天。将实施例1-6及对比例1-4的产品使用质量比为1:1的生理盐水分散，涂敷于牙周炎处3分钟。对照组相同处理程序。评估指标为组织愈合度：即以正常组织状态作为100％愈合度，以新建牙周炎模型状态作为0％合度，牙周炎模型的大小为直径为7.5mm的圆形，根据修复1d、3d、5d时实际牙周炎面积大小变化情况，评价组织的恢复速度。
组织愈合度％＝(牙周炎模型的面积-实际牙周炎面积)/牙周炎模型的面积*100％，结果见表4。
表4牙周炎症修复数据(组织愈合度％)
试验组
0d
1d
3d
5d
实施例1
0
15.2
65.5
98.1
实施例2
0
15.6
65.8
96.2
实施例3
0
17.2
70.1
98.0
实施例4
0
14.1
62.2
94.3
实施例5
0
19.6
78.6
99.2
实施例6
0
20.3
75.9
99.6
对比例1
0
13.7
56.1
86.1
对比例2
0
12.9
55.4
91.5
对比例3
0
13.0
54.7
87.3
对比例4
0
14.4
56.8
90.0
对照组
0
12.3
46.2
83.7
由此可知，本发明提供的含生物活性玻璃的组合物具有较好的牙周炎修复效果，同时，组合物的组成及其制备方法和粒度对牙周炎症修复情况的影响均较大。
上述详细说明是针对本发明其中之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本发明技术方案的范围内。