[發明專利]一種生物醫用鎂基金屬材料表面自愈合涂層的制備方法

有效

• 申請號: 202010154349.6
• 申請日: 2020-03-07
• 公開（公告）號: CN111266280B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 王進;游思銘;李欣;趙元聰
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: B05D7/14
• 分類號: B05D7/14;B05D7/00;B05D3/10;A61L27/04;A61L27/56;A61L27/34;C09D177/00;C09D179/02;C09D5/08
• 代理公司: 成都盈信專利代理事務所(普通合伙) 51245
• 代理人: 張澎

本發明公開了一種生物醫用鎂基金屬材料表面自愈合涂層的制備方法。在生物醫用鎂基金屬材料表面采用水熱法預處理，然后采用多酚和多氨基化合物制備酚胺交聯涂層，最后通過聚氨基酸和聚乙烯亞胺層層自組裝構建自愈合涂層，使醫用鎂基金屬材料獲得了自愈合能力，提高了耐蝕性。本發明方法反應條件溫和、成本低、利于后期處理。所制得的涂層具有優良的耐蝕性且能夠自我修復，為生物醫用鎂基材料耐蝕性改性提供了一個新的手段。

技術領域

本發明涉及生物醫學材料，尤其是生物醫用鎂基金屬材料表面改性技術領域。

背景技術

心血管疾病是目前世界上發病率最高的一類疾病，也是目前導致人類死亡的最主要的疾病。隨著國民經濟增長，人們的生活水平逐步提高，我國心血管疾病的發病率也呈現逐年上升的趨勢。心血管疾病已逐漸成為幾大嚴重威脅人類健康的疾病之一，在多種治療方法之中，介入治療成為行之有效的方法，其中血管支架是最為常用的方法。臨床最早應用的金屬裸支架(BMS)，雖然高效解決了冠脈局限性狹窄導致的心肌供血不足等問題，但是其再狹窄的發生率高達。隨后藥物洗脫支架(DES)，在金屬裸支架表面搭載抗增生藥物，通過藥物抑制血管內膜的增生，基本解決了支架內再狹窄的問題，但是DES在解決再狹窄問題的同時又帶來了新的并發癥如晚期血栓，新生動脈粥樣硬化等問題。這些并發癥的發生均是血管支架作為外來異物對血管組織長期刺激所導致的，因此，開發全降解支架系統有望解決介入治療的多種臨床并發癥。隨著血管支架研究的深入，目前主流的研究方向之一是可降解血管支架。其中鎂及其合金憑借著其良好的生物相容性及優異的力學性能成為研究可降解金屬血管支架的研究熱門。并且在多數情況下，可降解醫用鎂合金支架在體內降解后能夠被人體吸收，并且毒性較低，鎂離子也與人體多種生理活動相關。因此，近年來，多種醫用鎂基材料被用以研發制造全降解血管支架。如Biotronik公司選用WE43制造的Dreams鎂合金支架，具有機械性能良好和降解產物安全無毒等優點，取得了CE認證，應用于臨床。但是，生物醫用鎂基材料降解速度過快不能夠滿足血管重構的時間要求，這一問題限制了全降解鎂基支架的開發和臨床應用。這主要是因為鎂及其合金具有較差的耐蝕性，并且鎂及其合金材料較為容易發生點蝕和不均勻腐蝕，較快的腐蝕速率和不均勻的腐蝕及點蝕高頻的發生，使得鎂及其合金在服役時還未達到所需要服役的時間就提前失效，并且較快的腐蝕也使材料局部的pH值快速升高，導致周圍組織發生炎癥反應和較差的細胞相容性。因此目前針對鎂及其合金支架材料主流的研究方向在于使用材料學方法增加其耐蝕性，提高其耐蝕性以達到實際服役需求。常用的材料學方法有合金化處理、成型加工熱處理、表面改性等。其中表面改性憑借著其直接高效的優點，并且能夠在提高耐蝕性的同時兼顧生物相容性，還能使得后續功能化成為可能，成為研究的熱點。層層自組裝是一種常用的通過在基體表面通過靜電作用交替沉積荷電性相反的分子構建涂層，常因為其聚電解質的特性而用于達到自愈合的功能，即所構建的涂層可以在經受輕微破壞時自我修復，無需外界的人為干擾。Daria V等(Andreeva D V,Fix D,H,et al.Buffering polyelectrolytemultilayers for active corrosion protection[J].Journal of MaterialsChemistry,2008,18(15):1738-1740.)解釋了聚電解質在層層自組裝涂層中的應用以及其自愈合的機理，表明多種聚電解質(尤其是弱聚電解質)可以通過調節實驗條件以構建層層自組裝的自愈合涂層，能夠在不通過人為外界干擾的條件下使得涂層在收到一定損傷時自我修復。但是，由于基體鎂合金的耐蝕性較差，不均勻腐蝕和點蝕發生頻繁，導致后續涂層不穩定且不牢固，常容易出現脫落和涂層缺陷。

發明內容

鑒于現有技術的以上不足，本發明的目的是在生物醫用鎂基金屬材料表面預先構建水熱打底層，通過水熱法形成的微孔狀晶體層，使得基底材料變得均勻，且微孔狀的結構能夠使得比表面積提高，增加后續反應效率，并且該水熱打底層還能提高鎂及鎂合金耐腐蝕的性能，使得后續反應過程中基底腐蝕行為減輕。在此基礎上通過層層自組裝的方式(選用生物安全分子)構建自愈合涂層，所獲得的涂層具有較好的自愈合性能且涂層相對穩定，該涂層表面含有的氨基或羥基，可用于后續生物分子固定引入生物化功能。