[發(fā)明專利]羥基磷灰石/殼聚糖復(fù)合涂層及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310210932.4
• 申請(qǐng)日: 2013-05-30
• 公開（公告）號(hào): CN103272269A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭亞平;唐沙;柯勤飛;宋真富;郭亞軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海師范大學(xué)
• 主分類號(hào): A61L27/34
• 分類號(hào): A61L27/34;A61L27/32;A61L27/04
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 吳瑾瑜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物醫(yī)用材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種羥基磷灰石/殼聚糖復(fù)合涂層及其制備方法。

背景技術(shù)

羥基磷灰石作為人體骨骼和牙齒的主要無機(jī)組成成分，因其具有良好的生物相容性和骨誘導(dǎo)能力，在植入人體后能與人體骨骼組織在界面形成緊密的化學(xué)鍵結(jié)合，從而誘導(dǎo)骨組織的生長，促進(jìn)骨修復(fù)，是很好的硬組織替代材料，目前已成功應(yīng)用于牙科、整形外科和上頜面重建等領(lǐng)域。殼聚糖(chitosan，CS)是自然界存在的惟一的天然堿性多糖，具有無毒性、無刺激性、無免疫抗原性、無熱原反應(yīng)、不溶血、良好的抑菌性、生物相容性和生物可降解性等，使其成為一種理想的安全可靠的天然生物活性材料，在皮膚組織工程骨、軟骨、神經(jīng)、肌腱、血管、肝臟、心臟瓣膜、角膜等各種組織工程及創(chuàng)傷修復(fù)等領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用，近年來殼聚糖納米纖維的制備以及在組織工程中的應(yīng)用也引起了廣泛關(guān)注，若能將殼聚糖與其他不同種類材料（如羥基磷灰石）復(fù)合，通過優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，可望得到具有較優(yōu)生物活性、生物相容性的生物骨組織工程材料。

生物醫(yī)用金屬及合金由于具有良好的力學(xué)性能和抗腐蝕性能，已經(jīng)成為臨床研究和應(yīng)用最為廣泛的硬組織植入材料。然而，生物醫(yī)用金屬及合金通常為生物惰性材料，缺乏良好的生物相容性、生物活性和骨誘導(dǎo)性。為了改善其生物學(xué)性能，通常采用表面改性技術(shù)在生物醫(yī)用金屬基體表面沉積生物活性陶瓷或生物活性高分子，其方法主要包括表面沉積涂層、表面原位改性和復(fù)合表面改性三種類型。以生物醫(yī)用金屬為基體的生物活性涂層不僅能夠展現(xiàn)金屬與骨骼相匹配的力學(xué)性能，還能發(fā)揮涂層優(yōu)良的生物相容性和生物活性。

目前對(duì)于涂層材料的研究越來越廣泛并取得了較好的進(jìn)展。黃安國等(專利CN102851664A)利用激光熔覆技術(shù)制備一種含氟羥基磷灰石生物陶瓷涂層，它將陶瓷涂層良好的生物活性和金屬的高強(qiáng)度、良好的韌性結(jié)合在一起，并使含氟羥基磷灰石涂層兼具保護(hù)鈦合金基板免受人體生理環(huán)境腐蝕的作用；黃利平等（專利CN102921042A）采用真空等離子體噴涂技術(shù)在經(jīng)表面預(yù)處理后的基材上制備鉭-羥基磷灰石涂層，這種材料具有適于細(xì)胞的黏附和生長且適于植入體在硬組織中固定。激光熔覆制備技術(shù)、等離子體噴涂技術(shù)、熱噴涂的主要缺點(diǎn)是高溫下噴涂得到的涂層中存在羥基磷灰石非晶相，植入體內(nèi)后非晶相易生物降解，導(dǎo)致涂層從基體表面脫落。王小祥等（專利CN102899698A）采用電化學(xué)沉積的方法在金屬鈦表面制備羥基磷灰石樹枝狀微納復(fù)合涂層，其羥基磷灰石樹枝狀微納復(fù)合涂層具有從納米到微米兩重尺度的表面幾何形貌，利于成骨細(xì)胞的附著及隨后的分化生長，同時(shí)改變了涂層的溶解特性，具有更好的浸潤性；卜路霞等（專利103014801A）采用恒電流或恒電位方式電沉積制備的羥基磷灰石涂層具有結(jié)晶細(xì)致、表面光滑平整、良好的生物活性和力學(xué)性能。但是采用電化學(xué)沉積技術(shù)制備涂層時(shí)，若基體為非導(dǎo)電材料還需對(duì)其改性處理，另外所得到的涂層均存在與基體結(jié)合強(qiáng)度較弱的缺點(diǎn)，甚至?xí)霈F(xiàn)剝落與掉塊的現(xiàn)象。采用仿生生物礦化的原理在水溶液中自發(fā)地沉積羥基磷灰石，所得到的涂層不僅具有較好的生物活性，而且還能顯著提高涂層的結(jié)合力。

本發(fā)明就是以生物醫(yī)用金屬或合金為基體采用生物礦化法制備羥基磷灰石/殼聚糖復(fù)合涂層，所得的涂層不僅展現(xiàn)出金屬基體與骨骼相匹配的力學(xué)性能，還能夠發(fā)揮涂層優(yōu)良的生物相容性和生物活性，此外，天然殼聚糖有機(jī)質(zhì)的引入除了能夠提高涂層與基體的結(jié)合能力外，還能賦予生物涂層材料一種抗菌性能。由此可見，生物礦化法制備的羥基磷灰石/殼聚糖復(fù)合涂層在骨組織工程領(lǐng)域具有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值和較高的社會(huì)效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種羥基磷灰石/殼聚糖復(fù)合涂層的制備方法，以便得到一種具有優(yōu)良力學(xué)性能、生物活性、生物相容性的新型復(fù)合骨修復(fù)涂層材料。

本發(fā)明以生物醫(yī)用金屬或合金為基體，制備過程包括以下三個(gè)步驟：(1)配制含有殼聚糖、鈣離子與磷酸根離子的溶液；(2)浸漬-提拉金屬基體制備含鈣離子、磷酸根離子的殼聚糖復(fù)合涂層；(3)生物礦化法將含鈣離子、磷酸根離子的殼聚糖復(fù)合涂層轉(zhuǎn)化成羥基磷灰石/殼聚糖復(fù)合涂層。

實(shí)施的具體技術(shù)方案如下：

（1）配制含有殼聚糖、鈣離子與磷酸根離子的溶液：首先配制一定濃度的乙酸溶液；然后往乙酸溶液中加入一定量的殼聚糖，不斷攪拌使其溶解至清亮透明；最后將鈣鹽、磷酸鹽溶于上述含殼聚糖的乙酸溶液中。