[发明专利]一种在医用镁合金表面制备壳聚糖/肝素化氧化石墨烯复合多层膜的方法

说明书

本发明公开了一种在医用镁合金表面制备壳聚糖/肝素化氧化石墨烯复合多层膜的方法，首先制备带负电荷的肝素化氧化石墨烯，然后对医用镁合金进行表面化学处理后自组装16‑膦酰基十六烷酸分子，进一步将壳聚糖共价固定在镁合金表面，从而构建正电荷的材料表面，最后将表面改性的镁合金材料交替浸没到肝素化氧化石墨烯和壳聚糖溶液中充分吸附，经干燥后得到壳聚糖/肝素化氧化石墨烯复合多层膜。采用本发明的方法对医用镁合金进行表面改性，可以显著提高镁合金的耐蚀性能和生物相容性，为镁合金在诸如血管支架等植入性医疗器械领域的应用奠定基础。

技术领域

本发明涉及生物材料与医疗器械的技术领域，具体涉及一种在医用镁合金表面制备壳聚糖/肝素化氧化石墨烯复合多层膜的方法。

背景技术

心脑血管病损狭窄是许多致死性心脑血管疾病并发症的一个最主要原因，金属血管支架植入是治疗狭窄心脑血管疾病的主要手段之一。近年来，镁合金生物材料由于具有良好的力学性能、可生物降解性能以及降解产物对人体无毒等优异特点，已经成为心血管支架生物材料的研究热点。

然而，镁合金化学性质活泼，在生理条件下降解较快，容易在植入组织周围产生过量氢气并引发周围组织局部碱性升高和二次腐蚀产物富集，导致材料力学性能的过早丧失、较差的血液相容性与细胞相容性以及对周围组织的毒性反应，最终导致材料与组织的延迟愈合，甚至植入失败。由于材料的腐蚀行为与生物相容性都与材料的表面性能密切相关，因此，作为血管支架材料，通过表面改性来调控镁合金的电化学降解行为、提高血液相容性以及促进内皮组织愈合，对其临床应用具有十分重要的意义。

针对镁合金在生理环境下降解过快的问题，目前的研究主要从合金化和表面改性两方面来提高镁合金的耐蚀性能。合金化可以显著改善镁合金的力学性能，但是制备的镁合金材料在复杂生理环境下的耐蚀性能仍有待改善，并且大多数合金元素并不能有效提升材料的生物相容性，因此，合金化制备的镁合金表面通常缺乏生物活性。

目前国内外在镁合金表面改性提高耐蚀性方面的研究主要集中在三个方面，一是采用表面化学处理或电化学处理在表面形成化学转化层；二是通过改变表面的组织结构形成表面改性层；三是通过在表面引入有机分子、高分子或者制备无机非金属涂层在镁合金表面形成表面覆盖层。这些方法在表面形成了耐蚀性更好的转化层或者覆盖层，可以将基体与周围环境介质隔离，有效提高了镁合金的耐蚀性并显著减少了快速降解导致的生理副反应，在一定程度上提高了材料的生物相容性。

在表面引入生物活性分子是提高镁合金等生物材料的生物相容性最为有效的方法之一。然而，镁合金化学性质活泼，用于不可降解生物材料的表面改性策略往往需要在电解质溶液中进行，可能会造成镁合金的腐蚀降解，因此，应用这些策略必须首先提高其耐蚀性。尽管目前国内外在镁合金表面改性方面进行了大量卓有成效的工作，但是，作为血管内植入材料，目前的表面改性方法无论是在提高镁合金耐蚀性方面还是增强生物相容性方面都没有达到临床满意的效果。表面化学聚合、自组装表面改性以及表面原位生物分子固定等技术，构建的表面层较薄，生物分子较少，对镁合金的耐蚀性和生物相容性的改善有限，而且在材料的降解过程中，表面生物分子首先降解流失，镁合金将很快失去生物活性；各种高分子或者陶瓷涂层，在提高镁合金耐蚀性方面效果显著，但是用于血管内植入材料时，仍然可能导致凝血发生和内皮延迟愈合。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种在医用镁合金表面制备壳聚糖/肝素化氧化石墨烯复合多层膜的方法，通过该方法可以构建一种具有多功能特性的镁合金表面，并显著提升镁合金在生理条件下的耐蚀性能和生物相容性，提高材料及其器械的植入成功率。

本发明所采取的技术方案是：

一种在医用镁合金表面制备壳聚糖/肝素化氧化石墨烯复合多层膜的方法，包括以下步骤：

1）首先制备带负电荷的肝素化氧化石墨烯（HGO）；

2）然后对医用镁合金进行表面化学处理和自组装表面改性；