[发明专利]一种表面载肝素的镁合金材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种表面载肝素的镁合金材料，所述表面载肝素的镁合金材料从下至上包括表面固定有(3‑氯丙基)三乙氧基硅烷的镁合金材料、壳聚糖功能化的氧化石墨烯涂层和肝素涂层。本发明还公开了一种表面载肝素的镁合金材料的制备方法及其应用。本发明采用的镁合金表面改性方法不仅可以提高镁合金的耐蚀性能，也可以显著提升镁合金的生物相容性，特别是表面装载大量肝素，可以显著提高材料的血液相容性，采用功能化氧化石墨烯装载肝素大大提高了肝素的装载量，而且本发明构建的表面改性层具有多功能生物活性特性。

技术领域

本发明涉及生物材料的技术领域，具体涉及一种表面载肝素的镁合金材料及其制备方法和应用，利用该方法对镁合金进行表面改性，可以赋予镁合金良好的耐蚀性能和血液相容性。

背景技术

镁及其合金材料由于具有良好的力学性能和可生物降解性能，已经成为生物材料的研究热点。镁合金植入后可以被人体吸收，避免了二次手术的问题，在骨科医疗器械以及心血管支架方面获得了广泛的研究。然而，镁合金化学性质活泼，在人体复杂生理条件下降解较快，容易在植入周围组织产生过量氢气形成气泡从而延迟组织愈合；同时，镁合金降解还会引起周围组织碱性升高以及二次腐蚀产物聚集等副反应，也会导致组织的延迟愈合甚至导致植入失败。另外，镁合金生物相容性较差，据报道，纯镁的溶血率高达50％以上；同时，由于降解较快，细胞在镁合金表面生长十分困难，因此，组织生长十分困难，从而限制了镁合金的临床应用。一般来说，镁合金的腐蚀降解都是从表面开始发生，同时，镁合金植入人体后首先发生的是镁合金表面与植入周围环境的界面相互作用，因此，通过表面改性来同时提高镁合金的耐生理腐蚀性能和生物相容性，对其临床应用具有十分重要的意义。

氧化石墨烯(GO)是一种含有多种化学功能基团的碳纳米材料，由于其巨大的比表面积、良好的机械性能和生物相容性，在生物材料与组织工程领域具有巨大的应用前景。将GO固定在镁合金材料表面或者与其它材料在镁合金表面构建复合涂层，都可以显著提升镁合金的耐蚀性能，并在一定程度上提高镁合金的生物相容性。壳聚糖具有良好的可降解性能和生物相容性，广泛应用于生物材料及组织工程的研究，将壳聚糖固定在镁合金材料表面也可以提高其耐蚀性能，从而对其电化学降解行为和生物相容性进行调控。因此，利用壳聚糖对GO进行功能化，并进一步固定在镁合金表面将赋予镁合金良好的耐蚀性能和生物相容性。肝素是一种具有优异血液相容性的多糖物质，广泛应用于血液接触生物材料的表面改性，研究表明，肝素不仅可以提高材料的血液相容性，也可以在一定程度上促进内皮细胞的生长，甚至可以选择性促进内皮细胞生长，因此，将肝素装载在镁合金表面，通过肝素的可控释放将赋予镁合金良好的血液相容性和促内皮细胞生长性能。

发明内容

发明目的：为克服现有技术中存在的不足，本发明所要解决的技术问题是提供了一种在医用镁合金表面制备载肝素的生物活性涂层的制备方法，通过该方法可以在镁合金表面构建一种能够释放肝素的多功能生物活性涂层，同时提高镁合金在生理条件下的耐蚀性能和生物相容性。

本发明还要解决的技术问题是提供了一种表面载肝素的镁合金材料及其应用。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明提供了一种表面载肝素的镁合金材料，所述表面载肝素涂层的镁合金材料从下至上包括表面固定有(3-氯丙基)三乙氧基硅烷的镁合金材料、壳聚糖功能化的氧化石墨烯涂层和肝素涂层。

其中，所述表面固定有(3-氯丙基)三乙氧基硅烷的镁合金材料是通过将经过表面化学处理的镁合金浸没到(3-氯丙基)三乙氧基硅烷溶液中，振荡反应后真空热处理，然后样品分别用乙醇和蒸馏水充分清洗后干燥，得到表面固定(3-氯丙基)三乙氧基硅烷的镁合金材料。

其中，所述壳聚糖功能化的氧化石墨烯是通过将羧基化氧化石墨烯与壳聚糖超声分散后，加入1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺和N-羟基丁二酰亚胺溶液振荡反应后离心获得壳聚糖功能化的氧化石墨烯(GOCS)。

本发明内容还包括一种表面载肝素的镁合金材料的制备方法，包括以下步骤：