[發(fā)明專利]一種在純鈦表面制備具有生物活性納米結(jié)構(gòu)的方法

有效

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• 申請日: 2014-06-17
• 公開（公告）號: CN104027839A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何福明;沈建偉;王慧明
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: A61L27/06
• 分類號: A61L27/06;A61L27/50
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，尤其涉及一種在純鈦表面制備具有生物活性納米結(jié)構(gòu)的方法。

背景技術(shù)

金屬鈦由于具有良好的理化性能及生物相容性，被廣泛應(yīng)用于骨科、口腔科等領(lǐng)域作為骨內(nèi)的植入體。鈦表面與骨組織之間能否形成快速穩(wěn)定的結(jié)合主要取決于鈦表面的理化性狀和生物活性。目前，噴砂酸蝕處理后形成的粗糙鈦種植體表面被認(rèn)為更具優(yōu)勢，較普通鈦表面更有利于引導(dǎo)成骨細(xì)胞趨化，加速骨結(jié)合。2004年，Straumann公司在原有噴砂酸蝕鈦種植體（SLA^TM）的基礎(chǔ)上，將噴砂酸蝕后的鈦種植體浸泡在生理鹽水中進(jìn)行保存，制備出具有更高表面活性和親水性的種植體（SLActive^TM）。另一方面，近年來大量國外文獻(xiàn)報道了紫外線照射鈦表面能大大提升鈦表面的親水性和生物學(xué)活性，體外實(shí)驗(yàn)和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都證實(shí)了紫外照射后的鈦表面更利于細(xì)胞的粘附、增殖、分化，進(jìn)而形成快速穩(wěn)定的骨結(jié)合。最近，又有國外學(xué)者報道了采用物理噴射法在酸蝕后的鈦表面組裝納米級別的TiO₂微粒，形成微納米復(fù)合表面，并結(jié)合紫外照射處理。研究結(jié)果顯示紫外照射后的微納米復(fù)合鈦表面具有更好的生物學(xué)活性，提示微納米復(fù)合表面與紫外照射在提升鈦表面生物活性上具有一定的協(xié)同性。但此方法制備納米結(jié)構(gòu)的過程較為復(fù)雜，設(shè)備要求高，制備難度大，因此，至今未能投入批量生產(chǎn)與使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在純鈦表面制備具有生物活性納米結(jié)構(gòu)的方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種在純鈦表面制備具有生物活性納米結(jié)構(gòu)的方法，包括以下步驟：

（1）對純鈦表面進(jìn)行噴砂酸蝕處理；

（2）將步驟（1）處理后的純鈦浸泡于保存液中，浸泡2-4周；

（3）將步驟（2）浸泡后的純鈦用蒸餾水清洗，氮?dú)獯蹈桑?~40W紫外滅菌燈照射10分鐘~24小時，在純鈦表面得到具有生物活性的納米結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述保存液為蒸餾水或生理鹽水。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：（1）本發(fā)明所得到微納米結(jié)構(gòu)鈦表面在液體浸泡保存后自動生成，無需額外的技術(shù)手段，操作簡單；（2）所制備的納米結(jié)構(gòu)在電鏡下呈現(xiàn)出約10?×?20?nm²大小的致密顆粒，大大提高了鈦片的比表面積，納米結(jié)構(gòu)的存在有利于鈦表面與細(xì)胞間的早期反應(yīng)；（3）對制備得到的微納米結(jié)構(gòu)鈦表面進(jìn)行紫外照射，操作簡單，照射后鈦表面生物學(xué)活性提升十分明顯，具有優(yōu)異的骨結(jié)合能力；（4）該方法中選用的保存液可以是蒸餾水，也可以是生理鹽水，均常見且容易獲得，兩種保存液制備的微納米結(jié)構(gòu)表面無明顯差異。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1所制得微納米結(jié)構(gòu)的掃描電鏡圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例2所制得微納米結(jié)構(gòu)的掃描電鏡圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例3所制得微納米結(jié)構(gòu)的掃描電鏡圖；

圖4是傳統(tǒng)噴砂酸蝕后鈦表面結(jié)構(gòu)（對照組）的掃描電鏡圖；

圖5是MC3T3-E1細(xì)胞在不同純鈦上培養(yǎng)3h后的熒光顯微鏡圖；

圖6是MC3T3-E1細(xì)胞在不同純鈦上培養(yǎng)1天、4天和7天后的細(xì)胞增殖情況對比圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明在傳統(tǒng)噴砂酸蝕鈦表面基礎(chǔ)上，通過浸泡保存的方式，在其原有微米級孔洞表面制備出了納米級顆粒，并通過紫外照射，進(jìn)一步提升了鈦表面的生物學(xué)活性。具體步驟如下：

（1）對純鈦表面進(jìn)行噴砂酸蝕處理，形成微米級的孔洞結(jié)構(gòu)；

（2）將步驟（1）處理后的純鈦浸泡于保存液中，浸泡2-4周，在微米級的孔洞結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上生成15×?20?nm²大小的致密顆粒，其構(gòu)成成分為TiO2，這種納米顆粒能在空氣中穩(wěn)定存在；

（3）將步驟（2）浸泡后的純鈦用蒸餾水清洗，氮?dú)獯蹈桑?~40W紫外滅菌燈照射10分鐘~24小時，在純鈦表面得到具有生物活性的納米結(jié)構(gòu)。

所述保存液為蒸餾水或生理鹽水。

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1：

一種純鈦表面制備具有生物活性納米結(jié)構(gòu)的方法，包括以下步驟：