[發明專利]一種羥基磷灰石/相轉變溶菌酶涂層雜化材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710507592.X
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107115565B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 楊鵬;吳倩;哈媛
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: A61L27/32
• 分類號: A61L27/32;A61L27/34;A61L27/50
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 高雪霞

本發明公開了一種羥基磷灰石/相轉變溶菌酶涂層雜化材料及其制備方法，通過模擬自然界生物礦化，以溶菌酶為蛋白質模板，利用其表面豐富的功能性基團將鈣離子螯合至基材表面，再通過靜電作用在體外模擬生物礦化過程，成功誘導羥基磷灰石的成核并結晶，制備出與天然骨成分相近、結構相似的羥基磷灰石/相轉變溶菌酶涂層雜化材料。本發明羥基磷灰石/相轉變溶菌酶涂層雜化材料機械穩定性強、表面積大、生物相容性良好、骨傳導性高，可作為組織修復材料指引新組織的形成和骨的誘導礦化，有望成為新型的硬組織替代材料，且制備過程簡單、條件溫和、晶體形貌可控、綠色環保、成本低廉，適用于在多種基材表面制備羥基磷灰石，具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明屬于骨組織修復材料的制備技術領域，具體涉及一種利用相轉變溶菌酶制備的羥基磷灰石涂層雜化材料及制備方法。

背景技術

羥基磷灰石(HAp)，分子式為Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂，是一種由有機和無機納米雜化體所組成的復合物，與人體和動物硬組織骨、牙齒的無機基質具有相似的組成，具有良好的生物相容性、生物活性、骨傳導和骨結合能力，在當代生物醫學與組織工程學中都有巨大的潛在應用前景。然而，目前所制備的羥基磷灰石材料大多都是惰性的、缺乏界面活性，因此成功的制備出具有生物活性的羥基磷灰石有機-無機雜化材料的關鍵在于設計出一種具備靈活可控的界面粘附模板材料。目前許多學者采用膠原蛋白、絲素蛋白、殼聚糖、甲克素等為仿生礦化模板誘導羥基磷灰石的生成。但是這些制備技術仍然存在價格昂貴、生物降解快、機械強度低、制備成分不單一、工藝復雜，并且適用于少數基材以及原材料來源單一等缺點，因此開發一種新型、簡單、綠色環保，且適用于多種基材的生物涂層用于仿生礦化制備羥基磷灰石的技術仍是科學家們面臨的一項挑戰。簡而言之，對于生物礦化來說開發具有生物功能化的有機和無機材料仍然是一個至關重要的挑戰。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種操作簡單、綠色環保、具有普適性的羥基磷灰石/相轉變溶菌酶涂層雜化材料的制備方法。

解決上述技術問題所采用羥基磷灰石/相轉變溶菌酶涂層雜化材料的制備方法為：在基材表面負載溶菌酶相轉變產物或粘附溶菌酶二維納米薄膜后，將基材浸入氯化鈣水溶液中螯合鈣離子，然后將螯合鈣離子的基材浸入模擬體液或模擬唾液中，在密閉條件下37～70℃孵化7～14天，得到羥基磷灰石/相轉變溶菌酶涂層雜化材料。

上述在基材表面負載溶菌酶相轉變產物的方法與公布號CN 105039953 A的發明專利申請公開的方法相同；在基材表面粘附溶菌酶二維納米薄膜的方法與公布號CN105153443 A的發明專利申請中公開的在基材表面形成生物蛋白質二維納米薄膜(即溶菌酶二維納米薄膜)的方法相同。

上述制備方法中，優選將基材浸入氯化鈣水溶液中浸泡48小時，且每隔12小時更換一次氯化鈣水溶液，用以螯合鈣離子，其中所述氯化鈣水溶液中氯化鈣的濃度為0.002～2mol/L，優選氯化鈣的濃度為0.01～0.05mol/L。

上述制備方法中，進一步優選在密閉條件下70℃孵化7天。

上述的基材為Au、Ag、Cu、Pt、Ti、Si、SiO₂、ITO、石英、云母、玻璃、牙齒、ZrO₂、聚對苯二甲酸、聚丙烯、聚碳酸酯、聚酰亞胺、聚苯乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯、醫用導管、木材、碳纖維、棉纖維、陶瓷中的任意一種。

本發明通過模擬自然界生物礦化，以化學性質穩定、易于改性的天然生物大分子溶菌酶為蛋白質模板，成功的利用其表面豐富的功能性基團通過螯合作用將鈣離子固定至基材表面，之后通過靜電相互作用力在體外進行模擬生物礦化的過程成功誘導羥基磷灰石(HAp)的成核并結晶，制備出與天然骨成分相近、結構相似且機械強度高、表面積大、生物活性好的生物活性涂層材料——羥基磷灰石/相轉變溶菌酶涂層雜化材料(HAp@PTL)。