[發明專利]一種Zn-xLi合金表面MOF涂層的制備方法與應用

在審

• 申請號: 202210013431.6
• 申請日: 2022-01-06
• 公開（公告）號: CN114344572A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 陳穎芝;王魯寧;彭宇;閆楚璇
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: A61L31/10
• 分類號: A61L31/10;A61L31/02;A61L31/14;C23C26/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明公開了一種Zn?xLi合金表面MOF涂層的制備方法與應用。本發明將表面打磨洗凈后的Zn?xLi合金進行堿熱處理，隨后浸入配好的種子懸濁液中浸泡一定時間，之后用溶劑熱法將其與前驅體溶液反應得到具有MOF涂層的Zn?xLi合金。本發明利用溶劑熱法，在有效的制備MOF涂層的前提下，還能控制其微觀結構尺寸。本方案簡單易行，為金屬表面改性制備MOF涂層提供了實驗基礎，通過對MOF涂層的生物降解性能進行研究，結果顯示該MOF涂層具備良好的生物降解性能，為廣泛應用于生物醫用方面提供了可能性。

技術領域

本發明屬于生物醫用金屬表面改性領域，具體涉及一種改善醫用金屬可降解性能的制備方法及其應用。

背景技術

金屬有機骨架(Metal–Organic Frameworks，MOFs)材料作為一種新型的晶體納米孔材料，一種由含氮和氧等原子的有機化合物為配體與金屬離子或金屬簇通過配位鍵自組裝而成的具有周期性網絡結構的晶體材料。通過合理地選擇適當的合成條件，變換節點和連接劑，可以產生預期的比表面積、孔徑、功能和拓撲結構的MOFs。由于MOFs具有高比表面積和多種官能團修飾的優異特性，其中一些具有特別的生物相容性，因此將MOFs應用于生物醫學領域具有廣闊前景。(Nanomaterials derived from metal–organic frameworks,Song Dang,Qi-Long ZhuQiang Xu,NATURE REVIEWS MATERIALS,3,17075(2018))

為了提高Zn-xLi合金的生物相容性，研究了Zn-xLi合金表面改性的方法。隨著近年來MOFs材料被廣泛應用于生物醫學領域，利用具有良好生物相容性的MOFs對Zn-xLi合金進行表面改性是一種很有前途的方法，它可以調節降解速率，并改善植入物與組織之間的相互作用。(Centimetre-scale micropore alignment in oriented polycrystallinemetal–organic framework films via heteroepitaxial growth,Paolo Falcaro,KenjiOkada,Takaaki Hara,NATURE MATERIALS,16,342–348(2017))

發明內容

本發明要解決的第一個技術問題在于提供在Zn-xLi合金表面生成MOF涂層的制備方法。針對現有的生物有機高分子涂層，一方面涂層與金屬基體的結合力太差，涂層在植入體內后可能會發生起皮甚至脫落，喪失對植入體的保護作用。另一方面，生物有機高分子涂層的降解產物大部分呈酸性，容易引起周圍組織的炎癥反應。本發明提供了Zn-xLi合金表面MOF涂層的制備與應用，可以有效的控制涂層的微觀形貌、尺寸和厚度，并表現出較好的結合力和生物相容性。

本發明要解決的的第二個技術問題在于提供Zn-xLi合金表面制備MOF涂層的應用。

一種Zn-xLi合金表面MOF涂層的制備方法，所使用的Zn-xLi合金中Li元素的含量為0.2-1.5wt％(x＝0.2-1.5)；制備的MOF涂層包括但不限于以下種類：IRMOF系列材料(Isoreticular Mental-Organic Framework)、ZIF系列材料(Zeolitic imidazolateframework)、CPL系列材料(Coordination Pillared-Layer)、MIL系列材料(Materials ofInstitut Lavoisier、PCN系列材料(Porous Coordination Network)、UiO系列材料(University of Oslo)；制備過程如下：通過堿熱處理將Zn-xLi合金進行表面處理，再將該Zn-xLi合金浸入種子懸濁液中一定時間提高覆蓋率，最后通過溶劑熱方法把堿熱處理后的Zn-xLi合金與制備好的前驅體溶液反應一段時間，在Zn-xLi合金上得到MOF涂層。

進一步地，所述制備方法具體包括以下步驟：

S1：Zn-xLi合金表面堿熱處理：