[發明專利]表面功能化鈦材及其制備方法

無效

• 申請號: 201010618575.1
• 申請日: 2010-12-31
• 公開（公告）號: CN102058901A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: 蔡開勇;楊再香
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: A61L27/06
• 分類號: A61L27/06;A61L27/28;A61L27/40;A61L27/54
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明屬于生物醫學材料領域，涉及一種表面功能化的鈦材，還涉及該鈦材的制備方法。

背景技術

鈦材不僅有良好的抗疲勞、抗腐蝕及生物相容性，而且有較小的磁性及透射性，是制備血管支架的優良材料。近年來，血管支架廣泛地應用于心血管疾病的治療，用于支撐狹窄甚至阻塞的冠狀動脈血管，保證血液的流通。但鈦基材血管支架在臨床應用過程中也暴露出一些問題，如支架植入后易導致血栓、支架再狹窄及炎癥反應等。

有研究表明，在血管支架表面預先進行內皮細胞化，可以改善支架與血管間的炎癥反應，改變血管暢通率，且細胞可以在支架表面形成完整內膜層，對于抑制其植入后再狹窄有一定作用。目前，已有利用表面涂層、覆膜，固定生物活性分子，內皮種植與內皮祖細胞捕獲等方法來實現支架表面內皮化的研究報道，如層層自組裝殼聚糖和肝素提高冠狀支架的內皮化和抗凝性質；肝素-膠原多層膜上原位交聯抗CD34抗體促進血管內皮細胞粘附、生長，且保持天然血管內皮細胞的特異功能；鈦氧薄膜表面固定層粘連蛋白和/或纖連蛋白提高其表面內皮化能力等。這些方法在一定程度上提高了血管支架的血液相容性、支架表面內皮細胞的生長及內皮祖細胞捕獲等能力，但效果仍不理想。此外，有研究表明，表面具有納米紋理及納米管陣列的鈦材可以提高成骨細胞的吸附、堿性磷酸酶的合成、鈣沉積及膠原的分泌。但迄今為止，國內外尚未見納米結構和生物活性分子協同提高鈦材表面內皮化功能的研究報道。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的之一在于提供一種表面功能化鈦材，利用納米結構和生物活性分子協同提高鈦材表面的內皮化功能。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

表面功能化鈦材，鈦材表面具有管徑為30~60nm的TiO₂納米管陣列，所述TiO₂納米管陣列表面還固定有血管內皮細胞生長因子（VEGF）。

本發明的目的之二在于提供所述表面功能化鈦材的一種制備方法，操作簡便易行，周期短，成本低。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

表面功能化鈦材的制備方法，包括以下步驟：

a、將鈦材按照常規方法進行預處理；

b、采用陽極氧化法在步驟a預處理后的鈦材表面制備管徑為30~60nm的TiO₂納米管陣列；

c、對步驟b制得的TiO₂納米管陣列表面進行硅烷化處理，再通過化學反應在TiO₂納米管陣列表面引入羧基，再利用碳二亞胺和琥珀酰亞胺使羧基活化；

d、通過接觸反應將VEGF固定在步驟c制得的具有活化羧基的TiO₂納米管陣列表面，即制得表面功能化鈦材。

進一步，所述步驟a是將鈦材依次用丙酮、無水乙醇、去離子水超聲清洗10~30分鐘，干燥備用。

進一步，所述步驟b是以步驟a預處理后的鈦材為陽極，鉑電極為陰極，置氟化銨電解液中，在10~20V的恒電壓下電解，將氧化后的鈦材用去離子水洗滌，干燥，制得表面具有管徑為30~60nm的TiO₂納米管陣列的鈦材。

進一步，所述步驟b是將氟化銨用體積分數為50%的乙醇溶液溶解制成濃度為0.27mol/L的溶液，作為電解液；再以步驟a預處理后的鈦材為陽極，鉑電極為陰極，置上述氟化銨電解液中，在10~20V的恒電壓下電解3小時，將氧化后的鈦材用去離子水洗滌，干燥，制得表面具有管徑為30~60nm的TiO₂納米管陣列的鈦材。

進一步，所述步驟c包括以下步驟：

c1、將步驟b制得的表面具有TiO₂納米管陣列的鈦材置3-氨基丙基-三乙氧基硅烷（APTES）溶液中反應，制得TiO₂納米管陣列表面硅烷化的鈦材；

c2、將步驟c1制得的TiO₂納米管陣列表面硅烷化的鈦材置丁二酸酐溶液中反應，制得TiO₂納米管陣列表面具有酐功能基團的鈦材；

c3、將步驟c2制得的TiO₂納米管陣列表面具有酐功能基團的鈦材置1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳二亞胺（EDC）和N-羥基琥珀酰亞胺（NHS）的酸性或中性混合溶液中反應，使酐功能基團水解暴露出羧基并使羧基活化，制得TiO₂納米管陣列表面具有活化羧基的鈦材。

進一步，所述步驟c包括以下步驟：