[發明專利]一種具有抗菌功能的羥基磷灰石復合材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010720346.4
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN111803705B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 朱香利
• 申請（專利權）人: 上海濟國醫療科技有限公司
• 主分類號: A61L27/12
• 分類號: A61L27/12;A61L27/20;A61L27/02;A61L27/50;A61L27/54;A61L27/58;A61L15/28;A61L15/18;A61L15/42;A61L15/44;A61L15/46;A61L15/64;A61K8/73;A61K8/20
• 代理公司: 杭州知閑專利代理事務所(特殊普通合伙) 33315
• 代理人: 朱朦琪

本發明公開了一種具有抗菌功能的羥基磷灰石復合材料及其制備方法和應用，該具有抗菌功能的羥基磷灰石復合材料，以羥基磷灰石為核，核的外表面均勻包裹季銨化羧甲基殼聚糖分子層；季銨化羧甲基殼聚糖分子層上絡合分子碘。該具有抗菌功能的羥基磷灰石復合材料，不僅增強了羥基磷灰石的生物相容性，利于細胞的吸附，同時賦予羥基磷灰石持久抗菌功能，克服抗生素耐藥性和重金屬的毒性作用，具有廣譜、高效和生物安全性好的優點；還進一步預防微生物的滋生提高修復治療效果。有望在生物醫用材料領域及抗菌日用品等領域具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及生物材料的技術領域，尤其涉及一種具有抗菌功能的羥基磷灰石復合材料及其制備方法和應用。

背景技術

羥基磷灰石(Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂，HA)與骨骼和牙齒的礦物組分的相似性，由于其獨特的晶體化學結構和多種特殊的、優異的性能，具有良好的生物活性、生物相容性及可降解性等特點，常用作骨組織工程修復再生材料、止血敷料、藥物/基因遞送載體、催化劑、離子吸附/交換劑、光電試劑等，羥基磷灰石在生物醫學領域中具有越來越重要的地位。然而，羥基磷灰石卻存在容易團聚、回收困難、材料脆性大、易于微生物滋生等缺點。

此外，羥基磷灰石在骨組織修復、止血修復、藥物/基因遞送載體等應用中常常伴隨著炎癥的發生，研究發現，對于抗感染來說關鍵是一定要在細菌形成生物膜之前對細菌進行有效的殺傷，一旦生物膜形成，便會啟動防御機制，對后續的治療有很大的影響。除此之外，感染具有遲發性和反復性，影響骨細胞的增殖和誘導，以及傷口的愈合。

現有技術中，通過用抗生素或金屬納米顆粒，如銀、銅、金、鎂、鍶、鋅、鈦、鈷、鎵、硒等改性羥基磷灰石，以賦予其抗菌性能及其它特別的生物性能。但以抗生素進行改性會有抗生素耐藥性的問題出現，而以金屬納米顆粒進行改性存在重金屬中毒的風險。

碘是人體和動物必需的微量元素之一，應用于消毒殺菌具有安全可靠、廣譜高效的特點，但是關于碘改性羥基磷灰石的研究未見報道。

發明內容

針對上述問題，本發明公開了一種具有抗菌功能的羥基磷灰石復合材料，不僅增強了羥基磷灰石的生物相容性，利于細胞的吸附，同時賦予羥基磷灰石持久抗菌功能，克服抗生素耐藥性和重金屬的毒性作用，具有廣譜、高效和生物安全性好的優點；還進一步預防微生物的滋生提高修復治療效果。

具體技術方案如下：

一種具有抗菌功能的羥基磷灰石復合材料，以羥基磷灰石為核，所述核的外表面均勻包裹季銨化羧甲基殼聚糖分子層；

所述季銨化羧甲基殼聚糖分子層上絡合分子碘。

本發明公開了一種具有抗菌功能的羥基磷灰石新型復合材料，以呈棒狀、片狀、針狀、球狀或線狀的微納尺寸的羥基磷灰石為核，該羥基磷灰石的外表面包覆有季銨化羧甲基殼聚糖分子層，季銨化羧甲基殼聚糖與羥基磷灰石之間通過化學鍵連接，季銨化羧甲基殼聚糖均勻包裹在羥基磷灰石表面，且羥基磷灰石分散均勻，克服了羥基磷灰石易團聚問題，有利于提高羥基磷灰石的生物相容性和對細胞的吸附性；且季銨化羧甲基殼聚糖分子上絡合分子碘，進一步賦予羥基磷灰石持久抗菌緩釋功能，季銨化羧甲基殼聚糖與碘之間以絡合形式存在，不僅提高了碘的穩定性還增強碘的水溶性和生物相容性，減小刺激和過敏反應，對微生物具有親和力易與微生物結合；同時季銨化羧甲基殼聚糖本身具有抗菌作用，與碘絡合具有協同增效抗菌能力，隨著復合材料的降解碘逐漸解離具有持久緩釋抗菌作用；對于炎癥導致的組織修復以及修復過程中易感染等有更好的再生修復效果，兼具抗菌和組織修復的生物醫用復合材料，不但可以發揮羥基磷灰石的生物醫學性能，而且可以阻止微生物的黏附和感染的發生。

優選的，所述羥基磷灰石呈棒狀、球狀或片狀，其尺寸為10nm～500μm。經試驗發現，以該尺寸與形貌下的羥基磷灰石為核，最終制備的復合材料，更有利于應用于骨組織修復再生、藥物/基因遞送、止血傷口敷料等應用。