[发明专利]一种抗炎、抗感染和促进成骨分化及骨矿化的杆菌肽固定钛合金假体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及骨科假体技术领域，具体地说，涉及一种抗炎、抗感染和促进成骨分化及骨矿化的杆菌肽固定钛合金假体及其制备方法。

背景技术

一个完美的骨科种植体应当在植入后避免并发症的发生。赵(Zhao，JournalofbiomedicalmaterialsresearchPartB,Appliedbiomaterials2009,91(1):470-480)提出抗菌涂层是提高内植物感染的重要手段。张(Zhang，IntJMolSci2014,15(7):11878-11921.)认为具有促进骨结合和抗感染的植入物具有减少无菌和感染性松动风险的能力。Goodman(GoodmanSB，Biomaterials2013,34(13):3174-3183)提出骨科生物涂层植入物在未来重点是提高骨整合，减少感染，减少慢性炎症反应。总之，骨科内植物表面涂层不仅要能减轻感染，还要提高骨整合和调节炎症，以有利于植骨融合，进一步提高机体的局部防御能力。

机体对内植物的炎症反应被认为是影响假体体内性能的重要因素，基于此，生物材料的设计应该基于避免宿主的炎症免疫反应。目前评价内植物材料的骨结合研究主要采用材料与骨髓间充质干细胞或成骨细胞在成骨诱导液中刺激的单因素培养模型，通过成骨分化指标(碱性磷酸酶，茜素红成骨相关基因的表达)来评价，并没有考虑到内植物对宿主的固有炎症反应。宿主对内植物的炎症反应能够很大程度上影响内植物在体内的性能尤其是骨整合，也即骨髓间充质干细胞成骨分化。

虽然目前有通过(Ma，Biomaterials2014,35(37):9853-9867)调节控制钛表面形貌来调节炎症反应从而控制向有利于骨整合的方向进行的报道，但这种假体在体内复杂的环境下也只能促进骨整合，内植物抗感染却没有涉及。理想上的内植物应当兼备抗感染、促进骨整合和抑制炎症反应的三重性能。

因此，在改性的具备抗菌作用的钛合金材料基础上，使之具有促进骨整合和抑制炎症反应的性能，将改善目前骨科功能化材料作用单一的局面。杆菌肽，C₆₆H₁₀₃N₁₇O₁₆S，属多肽类抗生素，对革兰阳性细菌和阴性球菌、肺炎双球菌、葡萄球菌、淋球菌、脑膜炎双球菌及螺旋体等均有杀菌作用。目前关于杆菌肽固定修饰的钛合金假体还未见报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种抗炎、抗感染和促进成骨分化及骨矿化的杆菌肽固定钛合金假体。

本发明的再一的目的是，提供所述的杆菌肽固定钛合金假体的制备方法。

本发明的另一的目的是，提供所述的杆菌肽固定钛合金假体的用途。

为实现上述第一个目的，本发明采取的技术方案是：

一种抗炎、抗感染和促进成骨分化及骨矿化的杆菌肽固定钛合金假体，所述的杆菌肽固定钛合金假体是在钛合金的表面固定杆菌肽。

所述的杆菌肽是以共价键接枝方式固定在钛合金的表面。

所述的钛合金的表面引入有功能官能团氨基、羧基或巯基，并与所述杆菌肽的功能官能团羧基或氨基发生共价键结合。

所述的杆菌肽固定钛合金假体的制备方法为：

a)将钛合金浸入浓度为5-10M的强碱溶液中，60-80℃下反应10-12h，取出后除去残留的碱性溶液，干燥；

b)将所述的钛合金浸入到1-5mg/ml的多巴胺Tris-HCl溶液中，pH＝8-9，25-37℃下反应6-12h，去离子水清洗，干燥；

c)将所述的钛合金放入浓度为1-5mg/ml的杆菌肽的乙酸溶液中，pH＝3-5，滴加EDC水溶液和NHS水溶液，使得EDC最终浓度为2.5-3.5mg/mL，NHS最终浓度为0.25-0.35mg/mL，在惰性气体回流下保护反应6-12h后终止反应，反应过程中温度为25-37℃，去离子水清洗，干燥，即得所述的杆菌肽固定钛合金假体。

所述的惰性气体为氮气或氩气。

所述的杆菌肽的乙酸溶液是用5μM的乙酸配制。

所述的杆菌肽固定钛合金假体的制备方法为：

a)将钛合金浸入浓度为5M的强碱溶液中，80℃下反应12h，取出后除去残留的碱性溶液，干燥；

b)将所述的钛合金浸入到2mg/ml的多巴胺Tris-HCl溶液中，pH＝8.5，30℃下反应8h，去离子水清洗，干燥；