[发明专利]一种多孔钛表面胶原蛋白涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多孔钛表面胶原蛋白涂层及其制备方法。本发明采用静电喷涂法在多孔钛合金表面制备胶原涂层，对钛合金的表面进行生物活化改性，改善了钛合金材料的生物相容性和组织修复能力。胶原涂层能以珠状形式紧贴于多孔钛合金骨架上，并且能与多孔钛合金表面微弧氧化结构共存，实现了两种技术的优势互补。同时，生物学评价试验结果表明，本发明制备的胶原涂层能够满足植入医疗器械的要求。

技术领域

本发明涉及生物医用涂层技术领域，具体涉及一种多孔钛表面胶原蛋白涂层及其制备方法。

背景技术

钛合金材料是一种生物惰性材料，通常不能像生物活性材料那样与骨组织发生化学键性的结合，其表面新骨形成的时间较长，不利于植入物的生物稳定性。因此需要对钛合金的表面进行生物活化改性处理，其总体思路是在钛合金表面生成有机(如蛋白质、酶等)或无机(如羟基磷灰石、二氧化钛等)生物活性涂层，主要包括三类：物理改性法、化学改性法以及生物化学方法等。

钛合金表面复合胶原蛋白技术是近期生物活化表面修饰领域又一热点技术。胶原蛋白是动物体内含量最多、分布最广的蛋白质，广泛存在于结缔组织、皮肤、骨骼、内脏及肌腱、韧带、巩膜等部位，是细胞外基质的主要组成成分，其中Ⅰ型胶原应用最为广泛。胶原具有低免疫源性、降解可控性、降解产物无毒无害，包含有促进细胞粘附和生长的RGD(由精氨酸、甘氨酸和天冬氨酸组成)结构域，可诱导细胞迁移，刺激细胞增殖，是较早通过FDA及SFDA批准的生物材料之一。活性胶原可与纤维蛋白，糖胺多糖、壳聚糖、海藻酸盐等构建成复合支架，或负载生长因子如bFGF，或负载基因、干细胞等，用于促进骨、肌肉、人工血管、神经、角膜等组织的修复，在创伤敷料、人工皮肤以及药物释放等领域具有非常广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种多孔钛表面胶原蛋白涂层及其制备方法，对钛合金的表面进行生物活化改性，改善了钛合金材料的生物相容性和组织修复能力。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法，包括以下步骤：

(1)将多孔钛合金表面依次经丙酮、乙醇和纯水超声清洗各3次；

(2)将胶原溶于六氟异丙醇中，配制胶原溶液；

(3)将步骤(2)得到的胶原溶液经静电喷涂在钛合金表面上，得到所述多孔钛表面胶原涂层。

本发明使用静电喷涂的方法制备多孔钛表面胶原涂层，并通过控制胶原溶液浓度、静电电压、正负极距离、进样速度以及静电喷涂时间来控制胶原涂层的形貌，确定胶原涂层工艺的最佳条件，工艺简单方便，喷涂效率高。采用静电喷涂法在多孔钛合金表面制备胶原涂层，对钛合金的表面进行生物活化改性，改善了钛合金材料的生物相容性和组织修复能力。扫描电镜结果显示，本发明的胶原涂层能以珠状形式紧贴于多孔钛合金骨架上，并且能与多孔钛合金表面微弧氧化结构共存，实现了两种技术的优势互补。同时，生物学评价试验结果表明，本发明制备的胶原涂层满足植入医疗器械的要求。

作为本发明所述的多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法的优选实施方式，所述胶原溶液中胶原的质量分数为0.5～6％。

作为本发明所述的多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法的优选实施方式，所述胶原溶液中胶原的质量分数为1％。

作为本发明所述的多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法的优选实施方式，所述步骤(3)中，静电喷涂的控制参数为：静电电压15～25kV，针头与样品距离为10～30cm，进样速度为0.5～2mL/h，静电喷涂时间为1～10min。

作为本发明所述的多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法的优选实施方式，所述步骤(3)中，静电喷涂的控制参数为：静电电压20kV，针头与样品距离为20cm，进样速度为1mL/h，静电喷涂时间为5min。