[發明專利]一種鎂基底表面生物玻璃/水凝膠復合涂層的制備方法

有效

• 申請號: 201810384380.1
• 申請日: 2018-04-26
• 公開（公告）號: CN108578776B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 溫翠蓮;裘依梅;吳軍茹;李瑞峰;葉健霞;張騰;溫娜
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: A61L27/40
• 分類號: A61L27/40;A61L27/56;A61L27/52;A61L27/54;A61L27/04;A61L27/30;A61L27/34;A61L27/50
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊;林文弘

本發明屬于生物功能材料領域，公開了一種鎂基底表面生物玻璃/水凝膠復合涂層的制備方法，該方法包括以下步驟：對鎂基底表面進行微弧氧化預處理獲得多孔的表面形貌，同時將生物玻璃粉末進行氨基化表面改性，提高其表面活性位點，并合成了雙端帶有苯甲醛基的聚乙二醇（DFPEG），將其作為凝膠因子交聯生物玻璃/殼聚糖復合溶液，在鎂基底表面獲得生物玻璃/水凝膠復合涂層。該方法簡單高效，所用原料價廉易得。本發明通過對鎂基底表面制備生物玻璃/水凝膠復合涂層，可以提高鎂及其合金在生理環境中的耐腐蝕性和生物相容性，同時可以通過在水凝膠中載入藥物，生長因子等實現人體組織的快速修復，具有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及生物功能材料領域，尤其涉及一種鎂基底表面生物玻璃/水凝膠復合涂層的制備方法。

背景技術

可降解生物材料因植入生物體后可在體內不斷分解、且分解產物能被生物體所吸收或排出體外，已成為當前生物材料領域的國際研究前沿與熱點。目前在骨植入材料中應用較多的可降解生物材料主要有高分子聚合物如聚乳酸（PLA）、聚羥基乙酸（PGA），然而這些材料的強度一般較低，很難承受較大的負重。由于鎂不僅具有良好的力學性能，而且對人體無毒、通過腐蝕可在體內逐步降解吸收，因而鎂及其合金作為一種極有發展潛力的可降解植入生物材料日益受到人們的青睞。

和現已臨床應用的金屬植入材料如鈦合金、不銹鋼相比，鎂及其合金的優勢主要表現在：①力學性能尤其是密度、彈性模量（1.74-2.0 g/cm³、41-45 GPa）與人骨較為接近（1.8-2.1 g/cm³、3-20 GPa），能有效緩解因彈性模量不匹配而造成的應力遮擋效應；②良好的生物相容性：鎂是人體所必需的元素，且可以促進骨細胞的形成，加速骨的愈合；③可降解性：植入后不必取出，避免了二次手術對患者的身體痛苦和經濟負擔。

但鎂是一種較活潑的金屬元素，其腐蝕時平衡電位在-1.70 V左右，因此鎂及鎂合金作為金屬植入體所存在的最重要的缺陷就是耐腐蝕性能差，其在人體生理環境下，特別是氯離子存在的情況下，鎂金屬植入體的腐蝕速率要比沒有氯離子的條件下要快很多，因此難以在骨折愈合之前保持植入體的機械完整性，喪失其力學性能，從而導致手術失敗。因此，改善鎂及其合金的耐腐蝕性能，并有效控制其在生物體內的降解速率，是目前將其作為可降解植入材料臨床應用開發的關鍵。而表面改性是一種有效地提高鎂合金生物材料的耐腐蝕和生物相容性的有效手段之一。

生物玻璃是一類再生醫學用生物材料，在體液環境下可以促進類骨磷灰石的沉積，還可以刺激多種有利的細胞行為。生物玻璃具有優異的機械性能、生物活性、組織相容性、骨傳導性及骨誘導性，已被廣泛應用于臨床中。然而生物玻璃產品普遍化學穩定性差、機械強度低，有機機體中的分散性差，容易團聚，且生物玻璃與有機相的結合較松散，使得材料的力學性能提高不明顯，這些問題限制了生物玻璃的臨床應用，特別是硬組織修復之外領域的應用。

水凝膠是一種由分子鏈交聯后形成的三維空間結構，通過表面張力和毛細作用力將溶劑分子固定在網絡內部的“軟物質”。水凝膠材料擁有與人體組織類似的高含水結構，具有良好的生物相容性，并且能夠在體外為生物組織提供與體內較為相似的環境，因此在生物醫用領域受到廣泛的關注和應用。除了遞送藥物之外，水凝膠作為載體遞送物質到體內的方法也被進一步拓展應用于遞送細胞、基因等生物活性物質，用于細胞治療、基因治療等快速發展的醫學前沿治療方法中。但隨著當代醫學的發展，生物醫用水凝膠面臨著更多的要求和挑戰，如對其降解能力、植入方式的要求，使得對于水凝膠材料需要進行進一步地改進。