[發明專利]一種多肽鏈段交聯的雜化涂層的制備方法

無效

• 申請號: 201110031454.1
• 申請日: 2011-01-28
• 公開（公告）號: CN102091350A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: 李曉東;黃穎;趙士芳
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A61L27/34
• 分類號: A61L27/34
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高;趙杭麗

技術領域

本發明屬于醫用材料制造的技術領域，涉及一種鈦基種植體表面RGD交聯的膠原、納米羥基磷灰石雜化涂層的制備方法，該涂層能夠實現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定性。

背景技術

牙種植術是在骨結合理論的基礎上發展起來的，即種植體直接與骨組織形成化學鍵合的能力，這種鍵合使得材料與組織產生牢固的骨性結合（Bone-binding），而不是被纖維組織所隔離，也就是在種植體與骨組織發生骨整合。研究表明骨整合是影響種植成功的關鍵因素，排除外科操作技術和患者個體差異（種植部位骨量及其骨質的情況等）這兩種因素的影響，種植體表面形貌和化學性質對于種植體骨整合性能具有決定性的影響。

人們發現具有羥基磷灰石（HA）涂層的種植體和骨組織生物固定的速度快且長期的成功率顯著高于沒有HA涂層的種植體。這是由于HA可誘導骨基質的異位晶體生長，形成化學性連接；HA?微量溶解的Ca2+局部調控分化成骨細胞促進骨基質的礦化；HA特異性的吸附胞外基質蛋白和骨基質蛋白，加快分化性成骨細胞的黏附和生長；HA的粗糙表面還可增加纖維蛋白的附著。但是，臨床上和骨組織具有良好結合的HA涂層和鈦金屬種植體本體的剝離，是這種具有HA涂層的鈦種植體面臨的一個很嚴重的問題。

近年來，很多學者致力于細胞外基質蛋白與細胞膜受體之間相互作用的機制研究，從而發現了很多調控細胞黏附和生長的活性分子。RGD（Arg-Gly-Asp,精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸）是各種細胞外基質中最常見的基本結構，也是廣泛存在于細胞識別系統中的基本單位。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。研究者還發現，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、穩定性差、重復性差以及結合力小容易在種植體植入過程中被擦掉。接著，有學者把目光轉向了用化學偶聯的方法來引入RGD。就是用特殊的方法將種植體表面活化，使之產生能與RGD多肽共價結合的功能基團，如-OH、-COOH和-NH2等。化學偶聯法使RGD能與材料結合牢固、穩定、可重復性好。然而，化學交聯容易改變RGD起作用的最佳構象，損害了RGD的活性。可見尋找一種合適的方法，將RGD短肽均勻、穩定、牢固的結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，最后得到從分子尺度到亞微米尺度的多層復合膜（PEM）。它具有操作簡單，制備條件溫和，方便可控，能連續生產等特點，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均一的聚電復合膜。這種聚電復合膜在干燥環境中具有很高的穩定性，研究發現具有電荷性質的聚電解質和納米無機粒子等都可以利用LbL技術被引入到支持物表面。

但是，聚電解質復合膜在生理條件下并不是很穩定（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）的三級或四級結構。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，故本實驗本發明公開一種LbL技術制備的含有RGD的膠原/納米羥基磷灰石雜化涂層的制備方法，并在引入RGD的同時引入巰基，通過巰基與二硫鍵的相互轉化來交聯雜化涂層，從而使雜化涂層更穩定同時盡量不破壞雜化涂層中RGD本來的生物活性。

發明內容

本發明的目的是提供一種多肽鏈段交聯的雜化涂層的制備方法。該涂層通過鈦基種植體表面多肽鏈段（RGD）交聯，能夠實現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定性，本發明的制備方法通過以下步驟實現：?