[發明專利]基于力生長因子和鎂合金的復合骨修復材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201410520287.0
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN104225686A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 高紅;趙津;陳旭
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: A61L27/54
• 分類號: A61L27/54;A61L27/04;B05D7/14
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗

技術領域

本發明屬于生物材料領域，特別涉及采用力生長因子對鎂合金進行表面改性。

背景技術

鎂合金作為一種擁有巨大潛力的植入材料，重量輕、密度小，有高強度/重量比；彈性模量(45GPa)更接近于正常骨組織，可避免應力遮擋效應對新生骨和塑性的影響；并且能夠在體內降解，可避免二次手術給患者帶來痛苦，其降解產物鎂離子是人體含量豐富的陽離子，主要貯存于骨骼中，是多種酶的輔助因子，是核糖體的關鍵結構之一；鎂離子還能夠刺激骨折端硬骨痂的生成、誘導成骨，促進骨折愈合，并刺激軟骨生成。這些特性使鎂及其合金有可能成為理想的骨植入材料。然而鎂合金降解速率過快等問題導致鎂合金在植入體內后受傷骨組織愈合之前就會完全降解，從而不能起到良好的支撐作用。而力生長因子是一種能夠促進成骨細胞增殖，修復損傷的活性因子，所以用力生長因子對鎂合金進行表面改性能夠促進損傷骨組織的快速愈合。同時，力生長因子具有生物活性，必須選用載體攜帶負載在鎂合金表面，而載體又會在鎂合金表面形成保護膜，從而能抑制鎂合金的快速降解。

層層自組裝(layer-by-layer?assembly,LBL)技術是基于電解質陰陽離子說帶正負電荷的相互作用，將帶相反電荷的聚電解質交替組裝的超薄膜制備方法。該發明采用此種技術實現對鎂合金的表面改性過程。

發明內容

本發明的目的是針對鎂合金降解速率過快的問題，提供一種利用層層自組裝技術制備負載在鎂合金表面力生長因子24肽(氨基酸序列如SEQ?ID?No.1所示)的方法，從而使鎂合金作為植入材料更好地發揮作用。

本發明的技術方案如下：

本發明的力生長因子表面改性鎂合金，是在鎂合金表面負載力生長因子。

所述力生長因子為力生長因子24肽。

本發明的力生長因子表面改性鎂合金制備方法，包括以下幾步：

(1)改性之前鎂合金需要使用砂紙打磨，去掉表面的氧化層。

(2)對鎂合金進行預處理，一方面使使基體表面帶上負電荷以便聚電解質和力生長因子24肽的上載，另一方面會在基體表面覆蓋一層抗腐蝕的保護膜。預處理方法可以選擇堿化處理和氟化處理。

(3)為使基體表面帶有一層穩定的正電荷，將基體浸泡在聚乙烯亞胺溶液中，由于鎂合金在液體環境中十分活潑，所以浸泡時間應小于10分鐘。

(4)選擇帶不同電荷的電解質材料作為載體，將鎂合金基體依次置于載體A-力生長因子-載體A-載體B中。

其中載體A為含有羧基官能團的帶負電聚電解質(包括海藻酸鈉，聚苯乙烯磺酸鈉等)，載體B為含有胺基官能團的帶正電聚電解質(包括殼聚糖，聚L賴氨酸溴化物等)，并且載體A、B都具有生物相容性，在體內可以完全降解，通過靜電作用，交替沉積在基體表面。此上載過程重復進行m次，每進行1次算作一層，共負載m層力生長因子，力生長因子的上載量和上載層數成正比。m優選為20-40。

步驟(2)所述的預處理方法進一步優選為：將鎂合金基體浸入60℃、4-6mol/L的氫氧化鈉溶液中2小時，然后用去離子水清洗，之后再在60℃下干燥。

步驟(3)優選為將預處理后的鎂合金基體置于3-6g/L的聚乙烯亞胺溶液中10分鐘，取出后用去離子水沖洗1分鐘。

步驟(4)具體步驟優選：本發明中用到的聚電解質溶液可以選擇殼聚糖(CS)和海藻酸鈉(ALG)，其中殼聚糖為帶正電的聚電解質溶液，海藻酸鈉為帶負電的電解質溶液。這兩種物質在體內可以完全降解，一部分被身體吸收，另一部分可以順利排出體外。每完成一次聚電解質溶液的上載，需要用去離子水沖洗1分鐘，再進行下一次聚電解質的上載。同樣是由于鎂合金在水中十分活潑，所以在沖洗干凈的前提下，水洗時間越短越好。

由于鎂合金在聚電解質溶液中十分活潑，會發生電化學反應，所以上述聚電解質溶液的上載需要借助勻膠機(型號可根據試樣尺寸選擇)進行。

(a)將完成步驟(3)的鎂合金基體放置于勻膠機中，將2.5g/L的殼聚糖溶液

滴涂在基體上，水洗1分鐘。

(b)將0.36g/L的力生長因子滴涂在基體上，水洗1分鐘。

(c)重復步驟(a)。

(d)將2g/L的殼聚糖滴涂在基體上，水洗1分鐘。

(e)以上四個步驟重復進行m次。