[發(fā)明專利]一種改善鈦合金材料生物活性的方法及鈦合金材料和應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011293635.7
• 申請(qǐng)日: 2020-11-18
• 公開（公告）號(hào): CN112354007A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃嵐峰;朱正清;李有斌;朱禮偉;祝晨一;車振家;劉賀;王金成;李容杭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): A61L27/06
• 分類號(hào): A61L27/06;A61L27/34;A61L27/50;A61L27/56
• 代理公司: 北京專贏專利代理有限公司 11797
• 代理人: 于剛

本發(fā)明適用于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，提供了一種改善鈦合金材料生物活性的方法及鈦合金材料和應(yīng)用，該方法包括以下步驟：對(duì)鈦合金材料進(jìn)行預(yù)處理；將摻有骨形態(tài)發(fā)生蛋白9的溫敏膠原注入至預(yù)處理后的鈦合金材料的孔隙中。其中，鈦合金材料為3D打印的多孔鈦合金材料。本發(fā)明通過將摻有骨形態(tài)發(fā)生蛋白9的溫敏膠原植入3D打印多孔鈦合金材料的孔隙及表面，利用溫敏膠原充當(dāng)提供骨形態(tài)發(fā)生蛋白9受控釋放的載體，可以增強(qiáng)鈦合金材料表面的生物活性，能夠有效提升鈦合金材料的骨長(zhǎng)入及骨整合能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，尤其涉及一種改善鈦合金材料生物活性的方法及鈦合金材料和應(yīng)用。

背景技術(shù)

由于優(yōu)異的機(jī)械性能和耐腐蝕性，鈦（Ti）及其合金（例如Ti6Al4V）已廣泛用作骨科和牙科植入物材料。使用EBM印刷的3D多孔鈦合金支架（pTi支架）與傳統(tǒng)的固態(tài)鈦合金支架相比，具有更高的性能，可以有效緩解傳統(tǒng)的固態(tài)鈦合金支架的非生理彈性模量和不適當(dāng)?shù)南嗳菪裕送猓?D打印的多孔鈦合金支架的有序孔結(jié)構(gòu)為生長(zhǎng)因子的搭載及骨長(zhǎng)入提供了合適的空間，因此3D打印的多孔鈦合金支架對(duì)骨缺損的修復(fù)具有更強(qiáng)的作用。然而，由EBM制造的多孔鈦合金是生物惰性的。為確保植入物成功，有必要將生長(zhǎng)因子（GFs）應(yīng)用于多孔鈦支架以刺激成骨作用。

骨形態(tài)發(fā)生蛋白最初被發(fā)現(xiàn)是作為骨提取物中的骨誘導(dǎo)成分，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)其在各種器官及組織(包括骨、軟骨、肌肉、腎臟和血管)的生長(zhǎng)和發(fā)育過程中發(fā)揮重要作用。骨形態(tài)發(fā)生蛋白是轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β家族的成員，并已被證明能調(diào)節(jié)干細(xì)胞增殖和成骨分化。骨形態(tài)發(fā)生蛋白9（Bone Morphogenetic Protein，BMP9），也稱為生長(zhǎng)分化因子2（GDF2），其基因首先在發(fā)育中的胎鼠肝臟cDNA文庫(kù)中被鑒定出來，此后被認(rèn)為是最具骨誘導(dǎo)分化能力的骨形態(tài)發(fā)生蛋白之一，其比骨形態(tài)發(fā)生蛋白2更具有骨再生潛力，同時(shí)也是血管生成和軟骨生成的主要調(diào)節(jié)劑。

將多孔支架與載體材料結(jié)合以進(jìn)行生長(zhǎng)因子的控釋是解決植入物生物相容性的潛在解決方案。這種方法可以改善植入物的生物活性，并允許持續(xù)釋放生長(zhǎng)因子。作為可控釋放生長(zhǎng)因子的載體材料，可吸收溫敏膠原（Thermosensitive Collagen，TC）具有可注射性、可塑性、低毒性和良好的生物相容性，能夠?yàn)榧?xì)胞提供適宜的生存環(huán)境，并且其在4℃保持液態(tài)，在37℃時(shí)成膠的特性使其在生物體內(nèi)的應(yīng)用變得便利，因此在組織工程應(yīng)用中受到關(guān)注。但是，BMP9/溫敏膠原的機(jī)械性能較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種改善鈦合金材料生物活性的方法，旨在解決背景技術(shù)中提出的問題。

本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種改善鈦合金材料生物活性的方法，其包括以下步驟：

對(duì)鈦合金材料進(jìn)行預(yù)處理；

將摻有骨形態(tài)發(fā)生蛋白9的溫敏膠原注入至預(yù)處理后的鈦合金材料的孔隙中。

其中，鈦合金材料為3D打印鈦合金網(wǎng)架材料。

作為本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)選方案，所述對(duì)鈦合金材料進(jìn)行預(yù)處理的步驟，具體包括：

對(duì)鈦合金材料進(jìn)行打磨、超聲清洗、高壓滅菌和烘干處理。

作為本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)優(yōu)選方案，所述摻有骨形態(tài)發(fā)生蛋白9的溫敏膠原中骨形態(tài)發(fā)生蛋白9的濃度為50~150ng/mL。

作為本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)優(yōu)選方案，所述摻有骨形態(tài)發(fā)生蛋白9的溫敏膠原中的骨形態(tài)發(fā)生蛋白9的濃度為80~120ng/mL。

作為本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)優(yōu)選方案，所述摻有骨形態(tài)發(fā)生蛋白9的溫敏膠原的制備方法包括以下步驟：

在3~5℃的溫度下，將骨形態(tài)發(fā)生蛋白9溶解于溫敏膠原中，得到摻有骨形態(tài)發(fā)生蛋白9的溫敏膠原。