[發明專利]一種具備抗菌性和促進成骨細胞生長的鈦金屬改性方法

有效

• 申請號: 201410521036.4
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN104258468A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 李培源;蘇煒;霍麗妮;陳睿
• 申請（專利權）人: 廣西中醫藥大學
• 主分類號: A61L27/54
• 分類號: A61L27/54;A61L27/38;A61L27/06
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 靳浩

技術領域

本發明涉及生物醫用材料的表面改性領域，具體為一種兼具抗菌性及促進成骨細胞生長的鈦金屬改性方法。

背景技術

隨著醫療技術發展，醫用鈦金屬被作為牙種植體和骨種植體等種植材料廣泛應用在牙列缺損、骨頭損失等疾病治療，在挽救人的生命方面發揮了重要作用。然而該類手術的感染率很高，可能會導致大量抗生素治療、去除種植體甚至死亡等嚴重后果。種植體相關感染高發的主要原因有兩點：菌斑在種植體表面聚集和種植體骨結合界面抵抗能力低下。因此，需要提高鈦金屬的抗菌性能和促進成骨細胞生長功能。

發明內容

本發明的目的是提供一種具備抗菌性和促進成骨細胞生長的鈦金屬改性方法，經過改性之后的鈦金屬提高涂層的穩定性，增強粘附效果，同時在加入抗菌物質，在提高鈦金屬的促成骨細胞生長能力的同時增強鈦金屬的抗菌能力。

本發明提供的技術方案是：

一種具備抗菌性和促進成骨細胞生長的鈦金屬改性方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、鈦金屬預處理，將鈦金屬在10-20ml?1-3mol/L丙酮溶液中超聲處理2-3次，每次15-45分鐘，然后放入體積分數為30-40％硝酸溶液中浸泡5-30分鐘，真空干燥，得到預處理鈦金屬；

步驟二、涂層制備，取預處理鈦金屬浸泡于多巴胺水溶液中20-30小時，得到粘有涂層的鈦金屬；

步驟三、成骨細胞的引入，分別配置殼聚糖溶液、環氧氯丙烷溶液及硝酸銀溶液，混合所述三種溶液，得到可與涂層連接的具有一定交聯空間結構的混合液，向所述混合液中加入成骨細胞和預處理鈦金屬，浸泡5-10分鐘后，取出預處理鈦金屬，真空干燥得到涂層中包覆有成骨細胞的鈦金屬；

步驟四、成骨細胞的移除，將步驟三得到的涂層中包覆有成骨細胞的鈦金屬浸入胰酶溶液中30-50秒，再進入蒸餾水中超聲5-10分鐘，使所述成骨細胞從所述交聯空間結構內移除，并使預處理鈦金屬表面形成具有與成骨細胞相匹配的空間結構的涂層，即得所述兼具抗菌性及促成骨細胞生長的改性鈦金屬。

優選的是，所述的具備抗菌性和促進成骨細胞生長的鈦金屬改性方法中，步驟二中多巴胺水溶液的用量為10-20ml密度為1-3mg/mL。

優選的是，所述的具備抗菌性和促進成骨細胞生長的鈦金屬改性方法中，步驟三中所述殼聚糖溶液是取2-4g殼聚糖溶于30-80ml含0.3-0.5mmol乙酸的蒸餾水得到；環氧氯丙烷溶液是取0.2-0.5g環氧氯丙烷溶于5-15ml乙醇得到；硝酸銀溶液是取0.01-0.05g硝酸銀溶于1-5ml蒸餾水制得；

優選的是，所述的具備抗菌性和促進成骨細胞生長的鈦金屬改性方法中，所述殼聚糖是端基為羧基，分子量為10-100萬的殼聚糖。

優選的是，所述的具備抗菌性和促進成骨細胞生長的鈦金屬改性方法中，步驟三中所述成骨細胞的用量為1-5ml，所述成骨細胞密度為2-10×10⁴/ml。

優選的是，所述的具備抗菌性和促進成骨細胞生長的鈦金屬改性方法中，步驟四中所述胰酶溶液為用量為2-10ml，所述胰酶溶液濃度為0.25-1％；所述蒸餾水用量為30-50ml。

優選的是，所述的具備抗菌性和促進成骨細胞生長的鈦金屬改性方法中，所述真空干燥條件為壓強0.1-0.3MPa，溫度為80-120℃，干燥時間為10-30分鐘。

本發明帶來的有益效果是：本發明中采用分子印跡的方法，先使多巴胺緊密粘附在鈦金屬表面，再與涂層連接的具有一定交聯空間結構形成一個交聯的空間結構，引入成骨細胞，在加熱條件下將成骨細胞包覆在交聯空間結構中，同時殼聚糖的羧基可以跟多巴胺的胺基結合，穩定的與鈦金屬連接，粘附在鈦金屬表面，增加了涂層在鈦金屬表面的穩定性；在胰酶的作用下將成骨細胞移除，鈦金屬表面留下成骨細胞的“印跡”，即為與成骨細胞相匹配的空穴，具有對成骨細胞分子有效識別的功能，當鈦金屬表面的空穴與成骨細胞接觸時，成骨細胞在鈦金屬表面固定生長。并且在對鈦金屬進行改性前，先通過丙酮溶液進行除油處理，除去鈦金屬表面的氧化膜，有效防止涂層脫落，促進涂層的穩定性，通過在鈦金屬表面引入殼聚糖具有抗菌效果，提高了鈦金屬的抗菌性能。殼聚糖的生物相容性良好，在生物醫學及制藥等方面有較多應用，鈦金屬制成的植入體與人體具有很好的生物相容性，減少排斥反應造成的不良影響，本發明的制備方法簡單，條件溫和，無有害副產物生成。

附圖說明

圖1為本發明所述具備抗菌性和促進成骨細胞生長的鈦金屬改性方法流程示意圖圖；

圖2為本發明所得產品進行抗菌能力試驗的結果示意圖；