[發明專利]一種促進骨整合和抗菌能力的新型鈦表面

在審

• 申請號: 201611240077.1
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106729990A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 史俊宇;賴紅昌;張曉夢;顧迎新;喬士沖;朱鈺;莫嘉驥
• 申請（專利權）人: 上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院
• 主分類號: A61L27/30
• 分類號: A61L27/30;A61L27/06;A61L27/54;C23C14/30;C23C14/16
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司31253
• 代理人: 馮子玲

技術領域

本發明涉及醫用生物材料領域，具體地，本發明涉及一種促進骨整合和抗菌能力的新型鈦表面。

背景技術

生物基底材料植入生物體內，基底材料的表面會與生物組織產生非常復雜的生理作用，而生物基底材料的表面物理化學性質，如表面形貌、粗糙度以及表面能等性質均可影響其生物學反應。

鈦合金為Ti-6Al-4V，屬于α+β型鈦合金，具有優越的力學性能，抗腐蝕性強，生物相容性好，是目前骨科常用的內固定材料，但是直接將鈦合金作為替代修復材料植入人體尚存在著不少問題，鈦合金與骨之間雖具有良好的生物相容性，在金屬中與骨彈性模量最相近，但由于成分的截然不同，彈性模量仍遠高于骨，故鈦合金與骨之間僅為機械嵌連性的骨結合，而非強有力的化學骨性結合。

另外，鈦合金在生物醫學方面的應用不只是對其力學性能有所要求，在保證生物安全性的基礎上，還對與生物體內環境的生物相容性、耐蝕性等有更具體的要求，并且在不同方面應用中差異較大。

因此，針對上述問題，本發明提供可以顯著提高其骨結合速度，促進間充質干細胞的活力、粘附、增殖、堿性磷酸酶活性和成骨相關信號通路的新型鈦。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種促進骨整合和抗菌能力的新型鈦表面，所述促進骨整合和抗菌能力的新型鈦表面由納米離子形態的鉭沉積在酸蝕噴砂后的鈦基底表面上制備得到，所述納米離子形態沉積的鉭為類珊瑚狀結構。

在一種實施方式中，所述納米離子形態沉積的鉭的厚度為10～300nm。

在一種實施方式中，所述納米離子形態沉積的鉭的厚度為100～200nm。

本發明另一方面提供一種促進骨整合和抗菌能力的新型鈦表面的制備方法，包括以下步驟：

(1)使用金剛砂顆粒對商業化4級純鈦片進行噴砂，然后用鹽酸和硫酸混合產生的氣體對噴砂后的表面進行酸蝕處理1～5h，用無水乙醇清洗，烘干，得酸蝕噴砂鈦基底；

(2)將沉積室抽至真空狀態，將加熱至150℃的鉭片置放于離酸蝕噴砂鈦基底8～13cm處，通入氬氣清洗3～10min，然后用電流轟擊鉭片使鉭以納米離子形態沉積在酸蝕噴砂鈦基底表面，用無水乙醇和去離子水清洗，烘干，即得所述促進骨整合和抗菌能力的新型鈦表面。

在一種實施方式中，所述步驟(1)中所述金剛砂顆粒的粒徑為200～600μm。

在一種實施方式中，所述步驟(1)中所述金剛砂顆粒的粒徑為250～500μm。

在一種實施方式中，所述步驟(1)中所述鹽酸與硫酸混合的重量比為(2～5)：1，其中，所述鹽酸為質量分數為18％鹽酸，所述硫酸為質量分數為98％的濃硫酸。

在一種實施方式中，所述步驟(2)中沉積室的壓力為2×10^-5Pa～8×10^-5Pa。

在一種實施方式中，所述步驟(2)中電流為0.0375～4A。

在一種實施方式中，所述步驟(2)中使用電流轟擊鉭片的時間為0.5～2h。

參考以下詳細說明更易于理解本申請的上述以及其他特征、方面和優點。

附圖說明

圖1為實施例1中鉭修飾SLA(SLA-Ta)表面掃描電鏡圖及不同放大倍數下鉭修飾SLA(SLA-Ta)表面橫截面圖與對比例1中SLA表面掃描電鏡圖。

圖2為實施例1中SLA-Ta表面的細胞粘附圖和對比例1中SLA表面的細胞粘附圖。

圖3為實施例1中SLA-Ta表面的成骨蛋白圖和對比例1中SLA表面的成骨蛋白圖。

圖4為實施例1中在第3天和第10天SLA-Ta表面接種rBMSC的ALP活性和對比例1中在第3天和第10天SLA表面接種rBMSC(大鼠骨髓間充質干細胞)的ALP活性。

圖5為實施例1在第10天SLA-Ta表面接種rBMSC的ALP活動顯示結果和對比例1中SLA表面接種rBMSC的ALP活動顯示結果。

圖6為實施例1在SLA-Ta表面培養1天的rBMSCs中WNT/β-catenin信號通路蛋白的表達譜和對比例1中在SLA表面培養1天的rBMSCs中WNT/β-catenin信號通路蛋白的表達譜。

圖7為實施例1中將粘附的細菌從SLA-Ta中分離并根據細菌計數方法在瓊脂板上再培養金黃色葡萄球菌、聚合梭桿菌、牙齦卟啉單胞菌的菌落圖和對比例1中將粘附的細菌從SLA中分離并根據細菌計數方法在瓊脂板上再培養金黃色葡萄球菌、聚合梭桿菌、牙齦卟啉單胞菌的菌落圖。

具體實施方式