[发明专利]医用金属表面固定多种细胞生长因子抗菌涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种医用金属表面固定多种细胞生长因子抗菌涂层的制备方法。

背景技术

钛及钛合金等生物医用金属表面新骨再生缓慢，在其表面载入细胞生长因子可以大大提高其表面的骨修复能力。骨组织修复过程中，需要多种生长因子协同作用促进新骨生长。因此，往往需要对医用金属进行多种生长因子的修饰。现有的多因子修饰通过高分子薄膜逐层组装生长因子时，其存在的问题是高分子薄膜组装效率低，固定的生长因子量少，对骨生长的促进作用有待提高。同时，医用金属植入过程中容易发生细菌感染，导致伤口难愈，需要进行二次手术治疗，给病人造成更多痛苦；可以通过在医用金属的表面引入抗生素以减少感染。但现有的医用金属表面修饰的抗生素与生长因子没有相互隔离，会发生相互作用，从而降低两者的功效。

发明内容

本发明的目的是提供一种医用金属表面固定多种细胞生长因子抗菌涂层的制备方法。该法制备的涂层能够独立控制各种细胞生长因子的缓慢有序释放，细胞生长因子的固定量大，骨诱导作用强；并且能在细胞生长因子缓慢释放的整个过程中，均有抗生素的释放，具有长期抗菌效果；且细胞生长因子与抗生素之间不会发生相互作用，各自效能能够得到充分发挥。

本发明实现其发明目的所采用的技术方案是，一种医用金属表面固定多种细胞生长因子抗菌涂层的制备方法，其具体步骤如下：

一种医用金属表面固定多种细胞生长因子抗菌涂层的制备方法，其具体步骤如下：

A、多种细胞生长因子分别包裹到聚多糖纳米颗粒中：

A1、将两种以上对骨生长有促进作用的细胞生长因子分别溶解于浓度为0.5-2mg/ml的聚阴离子溶液中，得到含不同细胞生长因子的多组聚阴离子溶液，每组聚阴离子溶液中细胞生长因子的浓度范围均为0.5-10μg/ml；

A2、将A1步的多组聚阴离子溶液分别与浓度为0.5-2mg/ml的聚阳离子溶液按1∶2-10的体积比混合，并搅拌、离心、冷冻干燥，制备出带正电荷的多组聚多糖纳米颗粒；

B、氧化石墨烯羧基化：

在溶液中将氧化石墨烯进行羧基化反应，使氧化石墨烯表面的含氧基团羧基化，冷冻干燥后得到羧基化的氧化石墨烯粉末；

C、羧基化的氧化石墨烯接枝抗生素：

C1、将B步制备的羧基化氧化石墨烯粉末溶于0.1M的2-吗啉乙磺酸溶液中，得到羧基化氧化石墨烯浓度为1mg/ml的混合液；

C2、另将含氨基的抗生素溶于磷酸盐缓冲溶液，得到抗生素浓度为1mg/ml的混合液；

C3、将C1步的混合液和C2步的混合液进行EDC/NHS催化反应，使羧基化氧化石墨烯上的羧基与抗生素的氨基形成酰胺键；再将反应后的溶液透析并冻干，再溶于pH6.0的缓冲液中，得到浓度为0.5-2mg/ml的接枝抗生素的氧化石墨烯溶液；

D、将接枝有多巴胺涂层的医用金属浸泡于C步的接枝抗生素的氧化石墨烯溶液中0.5-24小时，使带正电荷的多巴胺涂层与带负电荷的氧化石墨烯通过静电吸附作用结合，得到组装有接枝抗生素且表面带负电荷的氧化石墨烯层的医用金属；

E、将A步得到的任意一组带正电荷的聚多糖纳米颗粒溶于磷酸盐缓冲溶液中得到纳米颗粒浓度为0.5-2mg/ml的溶液，再将D步得到的医用金属在该溶液中浸泡0.5-24小时，通过带正电荷纳米颗粒与带负电荷的氧化石墨烯之间的静电相互作用，得到外表层固定有细胞生长因子的医用金属；

F、将外表层固定有细胞生长因子的医用金属浸泡于C步得到的接枝抗生素的氧化石墨烯的溶液中0.5-24小时，得到外表层组装有接枝抗生素的带负电荷的氧化石墨烯层的医用金属；

G、将A步得到的任意一组带正电荷的聚多糖纳米颗粒溶于水中得到0.5-2mg/ml的溶液，再将F步得到的医用金属在该溶液中浸泡0.5-24小时，得到外表层固定有细胞生长因子的医用金属；

H、重复以上F-G步的操作5-50次；且A步制备的每组带正电荷的纳米颗粒均至少在一次重复操作中的G步得到了使用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明采用在羧基化的氧化石墨烯上接枝带氨基的抗生素，而且在氧化石墨烯层之间固定包裹有细胞生长因子的纳米颗粒，这样得到的医用金属表面既在氧化石墨烯层上载有抗生素，又在氧化石墨烯层之间的纳米颗粒中包裹有细胞生长因子，从而实现骨诱导和抗菌的双重功能。