[發(fā)明專(zhuān)利]一種納米羥基磷灰石修飾的人工韌帶及其修飾方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010688007.2
• 申請(qǐng)日: 2020-07-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111921010A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張人
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A61L27/12
• 分類(lèi)號(hào): A61L27/12;A61L27/18;A61L27/50;A61F2/08
• 代理公司: 上海正旦專(zhuān)利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

本發(fā)明屬于納米材料學(xué)和醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種納米羥基磷灰石修飾的人工韌帶及其修飾方法。本方法首先將人工韌帶置于一定pH值的水溶液中，再加入多巴胺類(lèi)物質(zhì)，在室溫及混勻狀態(tài)下，制備經(jīng)聚聚多巴胺修飾的人工韌帶；再將修飾有聚多巴胺的人工韌帶與納米羥基磷灰石于溶液中混合，在室溫下的反應(yīng)，制備出修飾有納米羥基磷灰石的人工韌帶。經(jīng)該方法修飾的人工韌帶，其表面均勻分布有聚多巴胺與納米羥基磷灰石，人工韌帶呈現(xiàn)灰色或黑色，同時(shí)人工韌帶的力學(xué)性能未受影響。該納米羥基磷灰石修飾的人工韌帶及可用于韌帶置換，其具備與原材料相同的力學(xué)性能，但具有更好的生物相容性，能夠促進(jìn)骨生長(zhǎng)等。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米材料學(xué)和醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及人工韌帶及其修飾方法。

背景技術(shù)

前交叉十字韌帶（ACL）斷裂是一種嚴(yán)重的外科損傷，隨著近年參與極限運(yùn)動(dòng)和高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的人數(shù)的不斷增加，ACL斷裂的病例數(shù)也呈現(xiàn)不斷增多的趨勢(shì)。撕裂的ACL破壞了膝關(guān)節(jié)的平衡，嚴(yán)重影響了患者的生活質(zhì)量。為了恢復(fù)病人對(duì)膝關(guān)節(jié)的控制，通常采用人工韌帶替換斷裂韌帶，以重建膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性。用于制作人工韌帶的材料，被要求具有高力學(xué)強(qiáng)度，無(wú)生物毒性，化學(xué)惰性等特點(diǎn)，如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（Polyethyleneterephthalate, PET）。然而通常由于其化學(xué)惰性，人工韌帶不能有效促進(jìn)骨愈合，從而可能導(dǎo)致患者較長(zhǎng)的康復(fù)期。

多巴胺（dopamine, DA）是一種兒茶酚恩類(lèi)神經(jīng)傳導(dǎo)物質(zhì)，用來(lái)幫助細(xì)胞傳送脈沖的化學(xué)物質(zhì)。多巴胺可以在堿性條件下因酚羥基的氧化生成多巴胺-苯醌化合物，該物質(zhì)經(jīng)過(guò)分子內(nèi)重排生成白色多巴胺色素（leukodopaminechrome），并進(jìn)一步被氧化成多巴胺色素（dopaminechrome）。該粉色多巴胺色素進(jìn)一步氧化和重排生成5,6-雙羥基吲哚，從而具備了發(fā)生進(jìn)一步交聯(lián)反應(yīng)的條件。5,6-雙羥基吲哚一方面與氨基進(jìn)行邁克爾加成和席夫堿反應(yīng)，或者通過(guò)分子內(nèi)環(huán)化作用生成脫氧吲哚羧酸酯，最終鉸鏈形成聚多巴胺（Polydopamine,PDA）。

多巴胺自2007年被科學(xué)家發(fā)現(xiàn)可以在弱堿性水溶液中通過(guò)氧化-自聚合過(guò)程形成可以強(qiáng)力粘附于材料表面的聚多巴胺層后，引起了各個(gè)研究領(lǐng)域的興趣。聚多巴胺表面包含豐富的羥基及氨基，使其具備了高表面活性。而且近年來(lái)發(fā)現(xiàn)因多巴胺的聚合反應(yīng)可以發(fā)生在幾乎所有的材料表面，故聚多巴胺越來(lái)越廣泛的被應(yīng)用在各個(gè)表面修飾應(yīng)用領(lǐng)域。其中因聚多巴胺表現(xiàn)出的優(yōu)異的生物相容性和水溶性等特點(diǎn)，其越來(lái)越多的被應(yīng)用到生物醫(yī)藥領(lǐng)域。然而傳統(tǒng)的多巴胺聚合反應(yīng)速度慢，本發(fā)明利用金屬離子與氧化劑參與多巴胺的聚合反應(yīng)，從而大大加速多巴胺聚合反應(yīng)過(guò)程。

納米羥基磷灰石作為一種骨結(jié)構(gòu)中一種表成分，人工合成納米羥基磷灰石(nHA)被廣泛的應(yīng)用在誘導(dǎo)骨生長(zhǎng)，骨愈合等領(lǐng)域。為了促使人工韌帶與骨連接處的骨生長(zhǎng)與愈合，利用人工韌帶表面已經(jīng)修飾的聚多巴胺層作為粘合層，將nHA粘附在人工韌帶上，從而可以制備出羥基磷灰石修飾的人工韌帶。

因此，本發(fā)明設(shè)計(jì)了利用添加有金屬離子與氧化劑的多巴胺聚合溶液，將多巴胺與人工韌帶共同放置于聚合溶液中進(jìn)行人工韌帶的多巴胺聚合反應(yīng)。利用多巴胺可以在任意表面修飾的特點(diǎn)，以及金屬離子與氧化劑能夠促進(jìn)多巴胺聚合反應(yīng)的特性，在短時(shí)間內(nèi)能夠迅速制備出表面修飾有聚多巴胺層的人工韌帶。經(jīng)修飾后的人工韌帶可以再與納米羥基磷灰石反應(yīng)，從而可以制備出納米羥基磷灰石修飾的人工韌帶。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出了一種性能優(yōu)異、制備方便的納米羥基磷灰石修飾的人工韌帶及其修飾方法。

本發(fā)明提出的納米羥基磷灰石修飾的人工韌帶的修飾方法，具體步驟為：

（1）制備pH值為堿性的反應(yīng)溶液，用于多巴胺的聚合反應(yīng)；

（2）在反應(yīng)容器內(nèi)加入反應(yīng)溶液1~50mL，并再加入多巴胺類(lèi)物質(zhì)5~1000mg，混合均勻后，最后加入人工韌帶；