[發(fā)明專利]一種聚電解質(zhì)復合涂層的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010298922.7
• 申請日: 2010-09-30
• 公開（公告）號: CN101961508A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李曉東;黃穎
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學
• 主分類號: A61L27/34
• 分類號: A61L27/34;A61L27/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 張法高;趙杭麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)用材料制造的技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鈦基種植體表面RGD交聯(lián)的聚電解質(zhì)復合涂層的制備方法，該涂層能夠?qū)崿F(xiàn)硬組織與永久性植入材料之間快速骨整合，亦有利于種植材料的長期穩(wěn)定性。

背景技術(shù)

研究表明，種植體植入體內(nèi)后的早期階段(前幾周)的界面反應(yīng)是非常重要的，直接關(guān)系著骨整合的速度和質(zhì)量，直接關(guān)系著種植體修復的成功率。目前臨床上使用的幾乎全部是經(jīng)過表面改性且表面為無機成分的種植體，有較高的種植成功率。但是，臨床上口腔種植治療的周期相當長(一般2-3月，長的4-6月)，給患者的生活帶來諸多不便。因此，努力探索新的種植體表面改性方法獲得新型的種植體，在保證高種植成功率的同時顯著縮短種植體與牙槽骨發(fā)生骨整合的時間(1-2月，甚至更短)，減輕患者的痛苦，不僅有較大的科學意義而且有實際的臨床應(yīng)用前景。

近年來，很多學者致力于細胞外基質(zhì)蛋白與細胞膜受體之間相互作用的機制研究，從而發(fā)現(xiàn)了很多調(diào)控細胞黏附和生長的活性分子。其中研究的最透徹最廣泛的是RGD功能基團。RGD(Arg-Gly-Asp，精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸)是各種細胞外基質(zhì)中最常見的基本結(jié)構(gòu)，也是廣泛存在于細胞識別系統(tǒng)中的基本單位。RGD基團能促進成骨細胞的生長，抑制破骨細胞之間、破骨細胞與基質(zhì)之間的黏附，阻止破骨細胞的增殖、遷移和分化，從而促進成骨。研究者還發(fā)現(xiàn)，人工合成的RGD短肽也具有同樣的功能。于是，人們試著把RGD短肽引入到種植體表面。物理吸附法是最簡單的一種，就是直接將種植體浸泡在RGD短肽溶液中。這種方法確實也有一定的作用，促進了種植體周圍骨的形成。但是物理吸附引入的RGD分布不均、厚薄不一、效率低下、穩(wěn)定性差、重復性差以及結(jié)合力小容易在種植體植入過程中被擦掉。接著，有學者把目光轉(zhuǎn)向了用化學偶聯(lián)的方法來引入RGD。就是用特殊的方法將種植體表面活化，使之產(chǎn)生能與RGD多肽共價結(jié)合的功能基團，如-OH、-COOH和-NH2等。化學偶聯(lián)法使RGD能與材料結(jié)合牢固、穩(wěn)定、可重復性好。然而，化學交聯(lián)容易改變RGD起作用的最佳構(gòu)象，損害了RGD的活性。可見尋找一種合適的方法，將RGD短肽均勻、穩(wěn)定、牢固的結(jié)合到種植體表面而同時又不改變種植體本來的表面形貌是很有必要的。

層層自組裝技術(shù)(layer?by?layer?technique，LBL技術(shù))最早由法國科學家G.Decher提出，是一種有效的表面改性方法。它的原理是利用靜電作用力，在固體支持物表面依次組裝帶相反電荷的聚電解質(zhì)，最后得到從分子尺度到亞微米尺度的多層復合膜。它具有操作簡單，制備條件溫和，方便可控，能連續(xù)生產(chǎn)等特點，而且無論固體支持物形貌如何，最后均能得到物理化學性質(zhì)均一的聚電復合膜。這種聚電復合膜在干燥環(huán)境中具有很高的穩(wěn)定性，而在濕環(huán)境中含有較多的水分，所以也可以叫做聚電復合凝膠膜。研究發(fā)現(xiàn)具有電荷性質(zhì)的聚電解質(zhì)和兩性聚電解質(zhì)如蛋白質(zhì)、多肽、DNA等都可以利用LBL技術(shù)被引入到支持物表面，同時生物活性大分子在多層復合膜中活性幾乎得到了全部保留，而且具有更強的對抗環(huán)境變化的能力。

但是，聚電解質(zhì)復合膜在生理條件下并不是很穩(wěn)定(4～7天完全降解)。生物世界是很奇妙的，很多生物大分子內(nèi)都有二硫鍵(-S-S-)的存在，依賴二硫鍵來維持生物大分子(特別是蛋白質(zhì))的三級或四級結(jié)構(gòu)。研究表明，二硫鍵可在谷胱甘肽的作用被打斷而還原成巰基(-SH)，而巰基很容易被氧化成二硫鍵。這些反應(yīng)條件很溫和，對生物大分子的活性損傷小。這給了我們很大的啟示，故本實驗擬在引入RGD的同時引入巰基，通過巰基與二硫鍵的相互轉(zhuǎn)化來交聯(lián)PEM，從而使PEM更穩(wěn)定同時盡量不破壞PEM本來的生物活性。本發(fā)明篩選了天然或者合成的活性大分子，然后通過LBL技術(shù)在鈦基種植體表面構(gòu)建具有RGD多肽鏈的聚電解質(zhì)復合涂層，在引入RGD的后，再實現(xiàn)聚電復合層的交聯(lián)，同時，賦予聚電解質(zhì)復合膜生物降解的響應(yīng)性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種聚電解質(zhì)復合涂層的制備方法。該涂層是鈦基種植體表面精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)交聯(lián)，能夠?qū)崿F(xiàn)硬組織與永久性植入材料之間快速骨整合，亦有利于種植材料的長期穩(wěn)定性，該制備方法通過以下步驟實現(xiàn)：