[發明專利]一種醫用鎂合金表面電活性防腐涂層的制備方法

在審

• 申請號: 201710341858.8
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN107417805A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 劉曉亞;崔燕;朱葉;顧瑤;孫家娣
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C08B37/02
• 分類號: C08B37/02;C09D5/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及生物大分子與電活性低聚物非水相復合自組裝及其在鎂合金表面形成涂層的制備方法，屬于高分子自組裝和生物醫用材料制備領域。

技術背景

鎂合金作為新型醫用金屬材料，具有優異的生物相容性，生物可降解性和適宜的機械性能，使其在醫用植入材料上有潛在的應用。盡管鎂及鎂合金作為醫用移植材料具有諸多優勢，但活潑的化學性質導致其在生理環境下極易發生降解，這一缺陷嚴重制約了鎂及鎂合金在臨床上的應用。為了調控鎂及鎂合金的降解速率增加其實用性，通常對其進行表面涂層處理。常用的表面涂層技術有電沉積法、直接浸涂法、微弧氧化法等(J BIOMED MATER RES B, 2015,103,342-354)。其中電沉積技術作為一種比較方便而且經濟的方法，在生物涂層制備過程中具有廣泛的應用。天然大分子因其具有良好的生物相容性，生物可降解性，來源廣泛而受到研究工作者的關注。葡聚糖(Dextran)是由蔗糖溶液中培養的細菌，通過酶催化進行發酵得到的一種多糖類天然大分子，對溫度和pH有著較好的穩定性，其主要的用途是在血漿代用品方面，多在各類休克時使用。由于葡聚糖單個糖環上具有三個羥基，化學活性高，可以通過對葡聚糖進行改性修飾以制備出滿足不同需求的雙親性葡聚糖功能衍生物。Haiping Li 等人在生物大分子葡聚糖(Dex)表面接入縮氨酸，形成雙親大分子，在水溶液中成功自組裝，得到具有核殼結構的納米粒子PDDNs，研究結果表明，制備的粒子無細胞毒性，在藥物運輸上有潛在的應用(Polym.Chem.,2013,4,2235-2238)；Koji Nagahama等人在葡聚糖表面接入姜黃素(CCM)制備得到雙親大分子dextran-CCM，在水溶液中成功自組裝得到納米粒子，該納米粒子能成功進入海拉細胞內，在癌癥治療上具有潛在應用(Bioorg.Med.Chem.Lett.,2015, 25,2519–2522)。目前對于葡聚糖自組裝膠體粒子的研究較多，但將基于葡聚糖的功能自組裝膠體粒子用于生物涂層領域還鮮有報道。

葡聚糖的自組裝行為研究目前只限于水相，而水相自組裝不利于在鎂合金表面制備涂層，因此本項目實現了葡聚糖的非水相自組裝，在組裝之后將膠體粒子固定在鎂合金表面，制備生物納米涂層，提高鎂合金的耐腐蝕性能。

發明內容

本專利發明了一種醫用鎂合金表面電活性防腐涂層的制備方法，該方法操作簡單，條件溫和。即首先將改性的天然多糖與電活性小分子在選擇性溶劑中自組裝制備得到復合膠體粒子溶液，然后通過表面處理技術將上述粒子固定在鎂合金表面，制備生物涂層材料。

本發明采用如下的技術方案：

一種醫用鎂合金表面電活性防腐涂層的制備方法，其特征步驟為：

(1)雙親大分子的制備：稱取適量葡聚糖(Dex)溶解于二甲亞砜(DMSO)中，形成均一溶液；稱取適量小分子咖啡酸(CA)溶解于DMSO中，并依次加入適量催化劑1-乙基-(3- 二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(EDC.HCl)和4-二甲氨基吡啶(DMAP)，活化10min；最后將Dex溶液加入到CA溶液中，該混合液室溫下反應24h，反應結束后加入沉淀劑，將產物沉淀析出，于去離子水中透析，透析液冷凍干燥，得到雙親大分子Dex-CA；

(2)苯胺四聚體的合成：稱取5.50g N-苯基對苯二胺溶解于丙酮和稀鹽酸的混合溶液中，冰浴下攪拌使其完全溶解得溶液A；將等量過硫酸銨溶于丙酮和去離子水混合溶液中，攪拌使其完全溶解，然后在劇烈攪拌下滴加到溶液A中，繼續冰浴反應4h。產物進行離心，并用 0.1mol/L稀鹽酸和丙酮洗滌，在烘箱中干燥48h得到酸摻雜的苯胺四聚體；

(3)復合自組裝膠體粒子溶液的制備：稱取適量Dex-CA和苯胺四聚體TANi，溶于良溶劑 DMSO中，在攪拌條件下，向上述溶液中逐滴滴加沉淀劑，促使Dex-CA/TANi發生自組裝，得到復合自組裝膠體粒子溶液；

(4)鎂合金表面涂層的制備：將鎂合金用2000目砂紙打磨至無氧化層，依次在無水乙醇、丙酮中超聲清洗10～15min，室溫晾干備用，然后將步驟(3)中制備的自組裝膠體粒子通過電泳沉積技術固定在鎂合金表面，得到基于葡聚糖復合自組裝膠體粒子的涂層材料。

步驟(1)中Dex的分子量分別為2萬和4萬，Dex，CA，EDC，DMAP的摩爾量之比分別為1:1:1:1，1:2:2:2，1:3:3:3，1:6:6:6。