[發(fā)明專利]一種表面含銀的具有良好生物相容性的抗菌鈦材制備方法

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• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN108434524A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡開勇;袁璋;劉鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: A61L27/30
• 分類號: A61L27/30;A61L27/06;A61L27/34;A61L27/54;A61L27/50;C25F3/08
• 代理公司: 重慶大學(xué)專利中心 50201
• 代理人: 胡正順

本發(fā)明公開了一種表面含銀的具有良好生物相容性的抗菌鈦材制備方法，其特征在于，包括以下步驟：首先通過陽極氧化法在鈦材表面構(gòu)建均勻的二氧化鈦納米管，將其作為銀納米顆粒的儲池；其次，利用高碘酸鈉將海藻酸鈉進(jìn)行氧化得到二醛海藻酸鈉，記為ADA，作為陰離子聚電解質(zhì)，和陽離子聚電解質(zhì)CHI進(jìn)行層層自組裝形成聚電解質(zhì)多層膜，該多層膜形成的驅(qū)動力來自于ADA與CHI的靜電相互作用以及ADA上的醛基與CHI上的氨基的共價(jià)相互作用，使構(gòu)建的穩(wěn)定的多層膜能夠有效地控制銀離子的釋放，降低銀離子對成骨細(xì)胞造成的毒性，實(shí)現(xiàn)良好的生物相容性，并能實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的抗菌性能從而賦予鈦基植入體良好的抗菌和成骨性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域，具體是一種表面含銀的具有良好生物相容性的抗菌鈦材制備方法。

背景技術(shù)

鈦及鈦合金具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度、生物相容性和抗腐蝕性能，是牙科和骨科治療中最常用的生物材料。然而，生物材料相關(guān)的術(shù)后感染仍然是臨床應(yīng)用身上帶的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。植入后感染會導(dǎo)致傷口的愈合延遲，甚至需要進(jìn)行反復(fù)的手術(shù)，這會導(dǎo)致病人的痛苦以及過多的費(fèi)用。更嚴(yán)重的是，細(xì)菌一旦附著在植入鈦表面，它們會通過形成生物膜來抵抗來自免疫系統(tǒng)的致命作用，同時(shí)抗生素治療對已形成生物膜的細(xì)菌的殺傷效率很低。研究表明，抑制細(xì)菌的早期粘附(4-6小時(shí))被證明是抑制生物膜形成的關(guān)鍵一步。

基于這個(gè)問題，研究者們越來越重視賦予鈦基植入材料抗感染能力，比如在鈦材表面結(jié)合抗生素，銀納米顆粒，抗菌肽等等。近年來，銀(銀)基材料，特別是銀納米粒子，由于其廣譜抗菌、抗真菌和抗病毒活性，已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。

此外研究者發(fā)現(xiàn)，銀納米顆粒與抗生素的聯(lián)合使用對耐藥菌MRSA和肺炎克雷伯菌，有明顯的抑制作用。人們普遍認(rèn)為，銀納米粒子的抗菌作用是由銀納米粒子釋放出的銀(Ag)離子而非顆粒本身造成的。通常認(rèn)為，Ag離子在低濃度時(shí)是細(xì)胞相容性的。然而，在短時(shí)間內(nèi)釋放出大量的Ag會引起細(xì)胞毒性。

基于上述內(nèi)容，對所設(shè)計(jì)的含銀納米顆粒的鈦基材料表面進(jìn)行生物改性，除了能夠?qū)崿F(xiàn)有效的銀離子的緩釋效果，在賦予鈦基材料有效的抗菌性能的同時(shí)并實(shí)現(xiàn)良好的細(xì)胞相容性，是目前亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種表面含銀的具有良好生物相容性的抗菌鈦材制備方法。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，一種表面含銀的具有良好生物相容性的抗菌鈦材制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)制備加載有銀納米顆粒的二氧化鈦納米管

1.1)將清洗后的鈦箔進(jìn)行干燥處理后，再進(jìn)行電化學(xué)腐蝕過程；

所述干燥過程中：溫度范圍為40～80℃，時(shí)間為2～6小時(shí)；

所述電化學(xué)腐蝕過程中：將鉑箔作為陰極，將干燥處理后的鈦箔作為陽極；電解溶液為含有氟化銨的水和/或甘油的混合物；

所述氟化銨的濃度為0.27M；

所述水和甘油的體積比包括0︰1、1︰3、1︰1、3︰1或1︰0；

所述電化學(xué)腐蝕過程中：恒定電壓為10～30V，電解時(shí)間為30～90分鐘；

1.2)將步驟1.1)中得到的電解后的鈦箔進(jìn)行煅燒，得到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的銳鈦礦型二氧化鈦納米管；

所述煅燒過程中：煅燒溫度為450℃；煅燒時(shí)間為2小時(shí)；

1.3)將步驟1.2)中得到的銳鈦礦型二氧化鈦納米管浸泡在硝酸銀溶液中，取出后使用磷酸緩沖鹽溶液進(jìn)行沖洗，最后將沖洗后的銳鈦礦型二氧化鈦納米管置于紫外燈下進(jìn)行紫外還原，得到加載有銀納米顆粒的二氧化鈦納米管；

所述浸泡過程中：硝酸銀溶液的濃度為0.01～1M，浸泡時(shí)間為2～12小時(shí)；