[发明专利]具有多孔磷酸钙-胶原复合涂层的生物医用材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物医用材料领域，涉及一种能有效地促进细胞粘附、增殖、分化，加速新骨形成且兼具良好力学性能的有多孔磷酸钙-胶原复合涂层的生物医用材料及其制备方法。

背景技术

在钛合金表面制备磷酸钙生物陶瓷涂层，因其兼具金属基体材料优良力学性能和磷酸钙涂层良好生物活性，被广泛用于人工关节、牙种植体等承载用骨修复替换材料。随着关节置换病人的年轻化，对植入器械表面成骨活性提出更高的要求，以加速骨的早期长入，促进假体与骨的早期愈合。

胶原是天然骨的主要有机物组成成分，同时也是细胞外基质的主要成分，在骨修复中起到重要的作用。研究证实，胶原可以显著改善涂层表面的生物活性，促进成骨细胞在材料表面的黏附，增殖和分化。同时，胶原可以作为生长因子(M.Murata，B-Z.Huang，T.Shibataet al.Bone augmentation by recombinant human BMP-2and collagen on adult rat parietalbone，Oral Maxillofacial Surgery，1999；28；232-237)和多肽(Myles JL，Burgess B T，Dickinson BT.Modification of the adhesive properties of collagen by covalentgrafting with RGD peptides.J Biomater Sci Polymer Edn，2000，11(1)：69-86)良好的载体。RGD肽是一类含有精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(Arg-Gly-Asp)的短肽，作为整合素和其配体相互作用的识别位点，介导细胞与细胞外基质及细胞之间的相互作用，如GRGDSP(Gly-Arg-Gly-Asp-Ser-Pro)多肽。

现有研究多集中在胶原和磷酸钙复合形成的材料。如模拟生理环境浸泡法，前驱液矿化沉积法(Roveri N，Falini G，Sidoti MC.Biologically inspired growth of hydroxyapatitenanocrystals inside self-assembled collagen fibers.J Mater Sci Eng，2003，23：441-446)，共沉淀法，羟基磷灰石/胶原的交联与固化(John A，Liu H，IKada Y，etal.A trial to prepare biodegradable collagen-hydroxyapatite composites for bonerepair.J Biomater Sci Polymer Edn，2001，12(6)：689-705)等。通过仿生技术反应得到的HA晶体沉积于胶原的纳米材料类似于骨的结构，但其力学性能存在不足，不能用于承载部位。在金属材料表面上，多是采用将金属依次浸泡于Na₂HPO₄，Ca(OH)₂过饱和溶液中预钙化，再在模拟体液中引入胶原，形成羟基磷灰石/胶原复合涂层(杨贤金，崔振铎，蔡彦丽等，镍钛合金表面羟基磷灰石/胶原复合涂层的化学制备方法专利公开号：200510133632.6)，或是将Ca(NO₃)₂，NH₄H₂PO₄和I型胶原通过电化学方法在金属表面形成羟基磷灰石/胶原复合涂层(S.Manara，F.Paolucci，B.Palazzo et al.Electrochemically-assisted depositionof biomimetic hydroxyapatite-collagen coatings on titanium plate.J InorganicaChimica Acta，2008；361；1634-1645)但其缺点是制备过程复杂且界面的韧性较差，涂层厚度不够，在冲击载荷或热冲击作用下，容易发生脆性断裂或剥落。

本领域目前急需复合能有效地促进细胞粘附、增殖、分化，加速新骨形成且兼具良好力学性能的多孔磷酸钙-胶原复合涂层材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能有效地促进细胞粘附、增殖、分化，加速新骨形成且兼具良好力学性能的生物医用材料。