[发明专利]基于力生长因子和镁合金的复合骨修复材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物材料领域，特别涉及采用力生长因子对镁合金进行表面改性。

背景技术

镁合金作为一种拥有巨大潜力的植入材料，重量轻、密度小，有高强度/重量比；弹性模量(45GPa)更接近于正常骨组织，可避免应力遮挡效应对新生骨和塑性的影响；并且能够在体内降解，可避免二次手术给患者带来痛苦，其降解产物镁离子是人体含量丰富的阳离子，主要贮存于骨骼中，是多种酶的辅助因子，是核糖体的关键结构之一；镁离子还能够刺激骨折端硬骨痂的生成、诱导成骨，促进骨折愈合，并刺激软骨生成。这些特性使镁及其合金有可能成为理想的骨植入材料。然而镁合金降解速率过快等问题导致镁合金在植入体内后受伤骨组织愈合之前就会完全降解，从而不能起到良好的支撑作用。而力生长因子是一种能够促进成骨细胞增殖，修复损伤的活性因子，所以用力生长因子对镁合金进行表面改性能够促进损伤骨组织的快速愈合。同时，力生长因子具有生物活性，必须选用载体携带负载在镁合金表面，而载体又会在镁合金表面形成保护膜，从而能抑制镁合金的快速降解。

层层自组装(layer-by-layer assembly,LBL)技术是基于电解质阴阳离子说带正负电荷的相互作用，将带相反电荷的聚电解质交替组装的超薄膜制备方法。该发明采用此种技术实现对镁合金的表面改性过程。

发明内容

本发明的目的是针对镁合金降解速率过快的问题，提供一种利用层层自组装技术制备负载在镁合金表面力生长因子24肽(氨基酸序列如SEQ ID No.1所示)的方法，从而使镁合金作为植入材料更好地发挥作用。

本发明的技术方案如下：

本发明的力生长因子表面改性镁合金，是在镁合金表面负载力生长因子。

所述力生长因子为力生长因子24肽。

本发明的力生长因子表面改性镁合金制备方法，包括以下几步：

(1)改性之前镁合金需要使用砂纸打磨，去掉表面的氧化层。

(2)对镁合金进行预处理，一方面使使基体表面带上负电荷以便聚电解质和力生长因子24肽的上载，另一方面会在基体表面覆盖一层抗腐蚀的保护膜。预处理方法可以选择碱化处理和氟化处理。

(3)为使基体表面带有一层稳定的正电荷，将基体浸泡在聚乙烯亚胺溶液中，由于镁合金在液体环境中十分活泼，所以浸泡时间应小于10分钟。

(4)选择带不同电荷的电解质材料作为载体，将镁合金基体依次置于载体A-力生长因子-载体A-载体B中。

其中载体A为含有羧基官能团的带负电聚电解质(包括海藻酸钠，聚苯乙烯磺酸钠等)，载体B为含有胺基官能团的带正电聚电解质(包括壳聚糖，聚L赖氨酸溴化物等)，并且载体A、B都具有生物相容性，在体内可以完全降解，通过静电作用，交替沉积在基体表面。此上载过程重复进行m次，每进行1次算作一层，共负载m层力生长因子，力生长因子的上载量和上载层数成正比。m优选为20-40。

步骤(2)所述的预处理方法进一步优选为：将镁合金基体浸入60℃、4-6mol/L的氢氧化钠溶液中2小时，然后用去离子水清洗，之后再在60℃下干燥。

步骤(3)优选为将预处理后的镁合金基体置于3-6g/L的聚乙烯亚胺溶液中10分钟，取出后用去离子水冲洗1分钟。

步骤(4)具体步骤优选：本发明中用到的聚电解质溶液可以选择壳聚糖(CS)和海藻酸钠(ALG)，其中壳聚糖为带正电的聚电解质溶液，海藻酸钠为带负电的电解质溶液。这两种物质在体内可以完全降解，一部分被身体吸收，另一部分可以顺利排出体外。每完成一次聚电解质溶液的上载，需要用去离子水冲洗1分钟，再进行下一次聚电解质的上载。同样是由于镁合金在水中十分活泼，所以在冲洗干净的前提下，水洗时间越短越好。

由于镁合金在聚电解质溶液中十分活泼，会发生电化学反应，所以上述聚电解质溶液的上载需要借助匀胶机(型号可根据试样尺寸选择)进行。

(a)将完成步骤(3)的镁合金基体放置于匀胶机中，将2.5g/L的壳聚糖溶液

滴涂在基体上，水洗1分钟。

(b)将0.36g/L的力生长因子滴涂在基体上，水洗1分钟。

(c)重复步骤(a)。

(d)将2g/L的壳聚糖滴涂在基体上，水洗1分钟。

(e)以上四个步骤重复进行m次。