[发明专利]一种锌/镁复合MOF涂层介导抗菌/抗炎/促成骨型钛基植入材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种锌/镁复合MOF涂层介导抗菌/抗炎/促成骨型钛基植入材料的制备方法，本发明首先通过碱热处理在钛材表面获得二氧化钛纳米片结构；然后，将碱热处理样本依次置于稀盐酸和硝酸镁溶液中获取钛酸镁纳米片涂层；最后将样本放入含不同比例2,5‑二羟基对苯二甲酸、硝酸锌和硝酸镁的高压反应釜中，125℃条件下反应24h；所获得系列锌/镁复合MOF涂层修饰样本均呈现出不同程度的抗菌、抗炎和促成骨特性，其中AT‑Mg/Zn3样本具备最优越的综合性能，其具有良好的临床应用前景。

技术领域

本发明涉及生物医用材料领域，具体是一种锌/镁复合MOF涂层介导抗菌/抗炎/促成骨型钛基植入材料的制备方法。

背景技术

作为骨科及牙科常见植入材料，钛材已被证明具备优越的机械性能及生物相容性等，但材料自身的生物学惰性也将显著性地阻碍植入体与周围骨组织间的有效整合。研究已表明，钛材与骨组织间多为“机械缩合”，极易发生植入体的松动或移位。上述不良现象在细菌感染发生时更为常见。

随着手术无菌技术的发展，术后早期细菌感染率已显著地降低，但植入体介导的细菌感染仍较为常见。研究表明，少量细菌黏附于植入体表面后可快速增殖，进而形成致密性菌膜后阻碍植入体表面新生骨组织形成。同时，该类菌膜可保护内部细菌免受外源性抗生素或抗菌物质伤害。所以细菌感染后的4到6小时已被认为是感染治疗的关键时期。另外，侵入性细菌将较大程度上激活宿主自身免疫系统，诱导局部炎症发生。过量分泌性炎症因子也已被证明可通过刺激破骨细胞形成、阻碍成骨分化及诱发成熟骨细胞凋亡等途径阻碍植入体周围早期骨整合。

近年来，金属有机骨架材料(MOFs)越来越受到研究者的关注。 MOFs材料具备规则的多孔结构，已被证明拥有良好的气体吸附及光催化特性等，其也可被作为药物载体用于抗菌或抗肿瘤药物的装载。

另外，研究结论也显示出，常见MOFs材料在水溶液稳定性较差，水分子可通过配位键干扰等诱发材料快速降解，且其降解速率在酸性条件下更为显著。材料降解所释放的金属离子及有机配体等可赋予材料特定的生物学性能。

众所周知，金属镁(Mg)活泼性强于过渡金属锌(Zn)，其更容易失去电子形成Mg²⁺，因此Zn²⁺被Mg²⁺具有更强的接受电子能力。由此可推测出，Zn²⁺更容易接受有机配体配位原子氧给出的孤对电子，形成更稳定的配位键(即Zn-MOF稳定性强于Mg-MOF)。

然而，通过金属离子细胞生物相容性比较可发现，成骨细胞及间充质干细胞等对Mg²⁺耐受浓度远大于Zn²⁺。

因此，现有技术中需要一种锌/镁复合MOF涂层介导抗菌/抗炎/ 促成骨型钛基植入材料的制备方法。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种锌/镁复合MOF涂层介导抗菌/抗炎/促成骨型钛基植入材料的制备方法。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种锌/镁复合 MOF涂层介导抗菌/抗炎/促成骨型钛基植入材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)利用碱热腐蚀法构建纳米片结构化钛基表面；

1.1)将钛片进行预处理；

1.2)将步骤1.1)中得到的预处理过的钛片浸入到氢氧化钠溶液中，再置于不同温度下进行腐蚀；

所述氢氧化钠溶液的浓度为1～10M；

所述温度范围为40～100℃；所述腐蚀时间为12～48h；

1.3)将步骤1.2)中得到的腐蚀样本置于去离子水中，进行超声清洗，烘干后备用；

2)利用离子交换法获取表面钛酸镁预化涂层；