[發明專利]載鈰納米管陣列面功能化的人工關節及其制備方法

有效

• 申請號: 200910264758.5
• 申請日: 2009-12-31
• 公開（公告）號: CN101745146A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 儲成林;郭超
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: A61L27/28
• 分類號: A61L27/28;A61L27/06;A61L27/54
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 黃雪蘭

技術領域

本發明涉及一種載鈰納米管陣列面功能化的人工關節及其制備方法，特別是涉及一種表面具有摻鈰的鈦酸鈉納米管負載骨形態發生蛋白(BMP)的人工關節及其制備方法，屬于人工關節材料技術領域。?

背景技術

全球每年約有150萬因退變性和炎癥性關節炎導致的關節喪失功能患者需進行人工關節置換術。其中金屬材料用作制造人工關節應用最早，而且在目前臨床中的應用也仍最為廣泛。隨著時間的推移和臨床研究表明，金屬材料的人工關節普遍存在人工關節發生松動、下沉或折斷等情況，引起骨吸收，是影響人工關節置換遠期療效的主要并發癥之一。?

植入體表面形貌和化學特征改性被證明是一種提高骨整合的有效手段，是一種可確保骨接觸式種植體穩定性的可靠途徑。?

稀土元素鈰有良好的物理化學穩定性，可以通過高溫、高壓以及濾過等方法進行滅菌。鈰元素具有多種生物學效應：高濃度的鈰通過軟化細胞壁將其分離，并逐步使原生質溢出，進而達到抑制細菌生長的目的；它還可能會固定燒傷時產生的脂蛋白混合物，阻止其進入體內，從而減輕炎性反應，并能防止燒傷后的免疫抑制現象，使組織受到的損傷不會進一步加重；可通過促進DNA無誤修復和阻斷致突變物對正常DNA損傷等方式來達到抗突變作用。?

骨形態發生蛋白(bone?morphogenetic?protein，BMP)是一類多功能生長因子，能有效地誘導成骨、促進骨修復，對骨折愈合延遲和骨不連有顯著療效。BMP在局部組織中迅速降解或隨體液擴散，不能持久均勻地分布在骨缺損部位，難以發揮出理想的成骨效應。單純應用外源性BMP治療骨缺損的效果并不理想，因而必須有合適的載體材料與其復合，起到令BMP緩釋的作用。各種載體系統對BMP的緩釋各有優缺點，因而研發功能更為完善的復合材料緩釋載體，如：無機/無機復合、有機/無機復合、有機/有機復合或者多材料復合載體，達到更好的緩釋甚至精確的控釋BMP將成為今后研究的一個主要方向。?

人體硬組織的主要無機質是鈣磷相，而鈦酸鈉鹽在體液中可以轉變為水合二氧化鈦，使金屬表面原位形成許多Ti-OH基團，從而誘導體液中的鈣、磷沉積，形成磷灰石層(Ceramics?International，1996，79(24)：1127-1129)。另外由于鈦酸鈉晶體的特殊結構，使得鈉離子有著很強的交換能力，可以與多種陽離子進行置換，從而進行離子緩釋，加強鈦酸鈉結構層的功能性。同時表面微孔的特殊形貌增大了比表面積，使得鈦酸鈉結構層在負載能力方面得到極大的增強。?

通過水熱合成的鈦酸鈉納米管顯示出一種良好的與金屬基體結合的能力，具有較低的固有毒性，可以快速提高鈦及其合金的生物活性。鈦酸鈉納米管陣列具有較高的比表面積，很好的離子交換能力，可以有效地承載稀土元素鈰和骨形態發生蛋白，對稀土元素鈰和骨形態發生蛋白進行控釋，同時有利于細胞附著。鑒于此，引發本發明。?

發明內容

本發明的目的在于提出一種載鈰納米管陣列面功能化的人工關節及其制備方法，通過陽極氧化法在金屬基體表面構筑二氧化鈦納米管狀結構，再經水熱合成將二氧化鈦納米管轉變為鈦酸鈉納米管，隨后通過溶液浸漬離子交換在鈦酸鈉納米管陣列層內摻入稀土元素鈰，最后通過離心負載技術在納米管層內負載骨形態發生蛋白。制備出的摻鈰鈦酸鈉納米管陣列層與基體結合強度好，制備工藝簡單，可操作性強。?

本發明通過以下技術方案加以實現：?

在這種人工關節材料金屬基體表面有一層經鈰摻雜的具有管狀結構的鈦酸鈉納米管陣列層，其層內進一步負載有骨形態發生蛋白(BMP)。?

具體制備的步驟如下：?

1)首先選用純鈦或鈦合金加工好人工關節；?

2)人工關節表面預處理：表面磨光后，依次用丙酮、去離子水和無水乙醇超聲洗滌10-120分鐘，隨后用HF和HNO₃及水的混合溶液(體積比為1∶4∶5)化學拋光20-120秒，再經去離子水徹底沖洗后，吹干待用；?