[發明專利]一種醫用不銹鋼材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410521950.9
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN104258462A
• 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: A61L27/34
• 分類號: A61L27/34;A61L27/28;A61L27/04;A61L27/56;C23C22/02
• 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，尤其涉及一種醫用不銹鋼材料及其制備方法。

技術背景

醫用不銹鋼硬度高，穩定性好，造價低，實用性好，因此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。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，需要提高不銹鋼的抗菌性能。

細菌要在材料表面的生長，首先要在材料表面的粘附，如果材料表面具備抵抗細菌粘附功能，那么細菌就無法再材料表面繁殖，這樣可以有效避免細菌產生的感染問題。乙二醇類化合物對材料表面修飾被認為是抵抗細菌粘附最有效的方法，但是這種修飾方法不能提供成骨細胞在材料表面的固定和生長。

分子印跡的概念由Southem首先提出，其原理是：當模板分子(印跡分子)與聚合物單體接觸時會形成多重作用點，通過聚合過程這種作用就會被記憶下來，當模板分子除去后，聚合物中就形成了與模板分子空間構型相匹配的具有多重作用點的空穴，這樣的空穴將對模板分子及其類似物具有選擇識別特性，促進成骨細胞在材料上迅速生長。

因此，開發一種新的醫用不銹鋼材料及其制備方法，在引入乙二醇類化合物提高材料抗細菌粘附能力的同時，利用分子印跡的技術在不銹鋼材料表面引入與成骨細胞相匹配的作用點提高材料促成骨細胞功能非常重要。

發明內容

本發明的目的在于針對一般生物醫用材料的不足，提供一種醫用不銹鋼材料及其制備方法，通過在不銹鋼表面先引入3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷附著層，再引入聚乙二醇類化合物附著層，既提高聚乙二醇類化合物在不銹鋼表面的附著能力，防止脫落，又利用聚乙二醇類化合物提高不銹鋼抗細菌粘附能力，避免細菌在不銹鋼表面粘附繁殖。

本發明的另一個目的是，在引入聚乙二醇類化合物附著層的過程中利用分子印跡方法，使不銹鋼材料具有對成骨細胞分子有效識別的功能，有利于成骨細胞在該材料表面固定生長。

本發明提供的技術方案是：

一種醫用不銹鋼材料，其具有抗細菌粘附和促成骨細胞生長功能，其中，所述包括：

醫用不銹鋼基體；

第一附著層，其為3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷附著層，其附著在所述基體的表面，通過共價鍵與所述基體相連；

第二附著層，其為聚乙二醇類化合物附著層，其附著在所述第一附著層的表面，通過化學鍵與第一附著層相連，所述聚乙二醇類化合物由甲基丙烯酸2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯和乙二酸發生交聯反應得到；

其中，所述第二附著層中還具有與成骨細胞空間構型相匹配的空穴。

優選的是，所述的醫用不銹鋼材料中，所述空穴是使用分子印跡方法，在所述聚乙二醇類化合物由甲基丙烯酸2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯和乙二酸發生交聯反應的過程中引入成骨細胞，然后再使用膠原酶去除成骨細胞得到的。

一種醫用不銹鋼材料的制備方法，其中，所述包括以下步驟：

步驟一、預處理：將不銹鋼片表面用碳化硅砂紙400號至1000號順序拋光后，用丙酮、乙醇和蒸餾水依次超聲30分鐘，80℃真空干燥，然后將不銹鋼片浸泡于體積分數為5％的3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中，浸泡1小時，蒸餾水洗凈，干燥，得到產物1；

步驟二、表面接枝聚乙二醇類化合物：將甲基丙烯酸2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯和CuCl2加入水和乙醇中，攪拌均勻，加入面積為1×1cm²產物1，加入CuCl，通氮氣保護下100℃反應30分鐘，得到產物2；

步驟三、分子印跡法進行表面改性：加入乙二酸和成骨細胞，攪拌均勻，100℃反應30分鐘后得到產物3；

步驟四、后處理：取出產物3，蒸餾水洗凈后放入裝有1％I型膠原酶2ml的瓶中，消化30秒后取出，蒸餾水洗凈后超聲10分鐘，取出于80℃真空干燥，得到本發明的產品。

優選的是，所述的醫用不銹鋼材料的制備方法中，所述甲基丙烯酸2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯的用量為1.7-2mol，所述CuCl₂的用量為4-6mmol，所述水的用量為40-60ml，所述乙醇用量為10-20ml，所述CuCl的用量為1.6-2mmol。

優選的是，所述的醫用不銹鋼材料的制備方法中，所述乙二酸的用量為1-3mol，所述成骨細胞的密度為2×10⁴/ml，用量為4-6ml。