[發(fā)明專利]在鈦種植體表面制備殼聚糖明膠涂層的電化學方法

無效

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• 申請日: 2010-04-22
• 公開（公告）號: CN101864588A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王貽寧;張貞
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學
• 主分類號: C25D9/02
• 分類號: C25D9/02
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，特別涉及一種鈦種植體表面制備殼聚糖明膠涂層的方法。

背景技術(shù)

目前基于骨整合理論的鈦種植體已經(jīng)廣泛應(yīng)用于頜面外科、牙種植和人工骨關(guān)節(jié)。但是由于鈦的生物惰性，當種植區(qū)域骨量不足、骨質(zhì)疏松或急性炎癥等情況下會導(dǎo)致種植失敗。在種植體與其周圍的骨組織發(fā)生骨整合時，種植體表面性質(zhì)對骨整合的過程起關(guān)鍵作用。因此學者們提出了許多種植體表面改性的技術(shù)方法，包括改良種植體表面理化性質(zhì)、表面形貌、和生物化學性質(zhì)等。

殼聚糖是目前發(fā)現(xiàn)的自然界中唯一帶正電荷的堿性多糖。由于它具有較好的生物相容性、可降解性、抗菌性而被廣泛用于生物醫(yī)學領(lǐng)域。在鈦種植體表面構(gòu)建殼聚糖涂層可以提高鈦表面的生物活性。另外，此涂層還可進一步添加功能性分子，使鈦種植體表面獲得相應(yīng)的生物功能。較常用的方法有溶液蒸餾法、偶聯(lián)劑法、靜電逐層自組法等等。溶液蒸餾法是鈦種植體放入殼聚糖和生物蛋白的共混溶液中，溶液自揮發(fā)后在基底材料表面形成殼聚糖和功能戴白的涂層，其缺點是在種植體表面形成的涂層厚度不均勻，而且形成的涂層內(nèi)有酸殘料，需要進一步堿中和。偶聯(lián)劑法是通過硅烷和戊二醛將殼聚糖分子連接在鈦種植體表面，此法的缺點是存在潛在的偶聯(lián)劑生物毒性。靜電逐層自組裝是利用兩個帶有相反電荷的聚電解質(zhì)的靜電相互作用，通過逐層吸附的方式在經(jīng)過表面處理的帶電荷的種植體表面形成殼聚糖和生物蛋白涂層，此法的缺點是工藝較為復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀而提供一種在鈦種植體表面制備殼聚糖明膠涂層的電化學方法，以改善上述現(xiàn)有技術(shù)的狀況。

本發(fā)明由以下步驟依次構(gòu)成：

一，配置明膠殼聚糖混合溶液并控制其：

1，混合溶液中明膠和殼聚糖的濃度比值≤4；

2，混合溶液的PH值≤5；

二，進行電沉積反應(yīng)，其中：

1，以明膠殼聚糖混合溶液為電沉積液；

2，以鉑片為陽極；

3，以鈦種植體為陰極；

三，進行后處理：將電沉積反應(yīng)后的鈦種植體取出，清除表面附著的溶液后對其進行干燥處理。

為進一步提高電沉積的效果，進行上述電沉積反應(yīng)時，應(yīng)控制：

1，電極之間的直流電流在2～3mA/cm²的范圍內(nèi)；或者：

2，電極之間的直流電壓2～3V/cm²。

本發(fā)明相對現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點是：

1，簡單的制備器材和較短的制備時間。

2，通過調(diào)節(jié)電壓和沉積時間，可以方便的控制涂層的厚度。

3，無需添加任何化學偶聯(lián)劑，避免了可能產(chǎn)生的生物毒性。

4，不規(guī)則形狀和中空結(jié)構(gòu)的種植體均可通過電沉積的方法在表面獲得均勻涂層。

5，涂層內(nèi)無殘留的酸，無需堿中和。

6，可以進一步混入功能性生物分子。

具體實施方式

實施例1：

1，配置濃度比值為1的明膠殼聚糠混合溶液：

1)稱量0.6g殼聚糖，溶于質(zhì)量百分比濃度為1％的乙酸溶液中，殼聚糖的濃度為0.6％。

2)磁力攪拌至殼聚糖完全溶解后，加入0.6g明膠，明膠的質(zhì)量百分比濃度為0.6％，。

3)將盛有溶液的燒杯放于60℃水浴鍋中2小時，明膠完全溶解，磁力攪拌24小時。

4)上述混合液的PH值為3.32。

2，進行電沉積反應(yīng)：

1)鉑片作為陽極，鈦種植體(直徑1.5cm)作為陰極，明膠殼聚糖混合溶液作為電沉積液；

2)陽極和陰極浸沒于電沉積液中，兩電極之間距離為5cm；

3)控制兩電極之間的通電直流電流為2mA/cm²

4)經(jīng)過5min沉積后在鈦種植體鈦表面形成一層與其結(jié)合優(yōu)良的殼聚糖明膠涂層。

3，進行后處理：

將表面沉積了殼聚糖明膠涂層的金屬鈦基體取出，清除表面的溶液后，將其放入干燥箱中干燥。

經(jīng)檢測，本例中殼聚糖明膠與鈦種植體表面的剪切黏附力為7.28MPa

實施例2：

1，配置濃度比值為2的明膠殼聚糠混合溶液：

1)稱量0.6g殼聚糖，溶于質(zhì)量百分比濃度為1％的鹽酸溶液中，殼聚糖的濃度為0.6％。

2)磁力攪拌至殼聚糖完全溶解后，加入1.2g明膠，明膠的質(zhì)量百分比濃度為0.6％，。

3)將盛有溶液的燒杯放于60℃水浴鍋中2小時，明膠完全溶解，磁力攪拌24小時。

4)上述混合液的PH值為4.1。

2，進行電沉積反應(yīng)：