[发明专利]一种基于天然多糖的骨科临时植入体的表面智能涂层的制备方法及其产品

说明书

本发明公开了一种基于天然多糖的骨科临时植入体的表面智能涂层的制备方法，步骤为：1)将第一种多糖和高碘酸钠反应，得到醛化度为55％～65％的醛化多糖；2)将补强多糖在热水中溶解，得到溶液a，将抗生素溶于pH＝9～10的碳酸钠溶液，得到溶液b，将溶液b加入溶液a中混合均匀，加入步骤1)所述的醛化多糖，制得成膜液；3)在反应器中放入骨科临时植入体，加入步骤2)所述的成膜液，在30～60℃缓慢挥发，将骨科临时植入体表面均匀包裹上复合膜；4)将步骤3)中制得的材料放入加入交联剂溶液中浸泡5～20min，取出用水清洗，烘干，得到修饰上复合膜的骨科临时植入体。本发明产品抗菌效果优异。

技术领域

本发明属于医用材料领域，涉及一种基于天然多糖的骨科临时植入体的表面智能涂层的制备方法及其产品。

背景技术

骨科临床上经常发生植入物相关感染，主要为细菌局部繁殖、菌血症这两大问题。骨科植入体感染存在高发性、反复性和迟发性的特点，往往导致治疗失败，甚至危及患者的健康。为了解决骨科植入体的感染问题，在表面功能化方面已经做了许多的努力。例如，在表面构建阳离子涂层进行接触式杀菌。在文献报道的杀菌阳离子聚合物中，季铵盐化合物(QACs)衍生的聚阳离子，聚乙烯亚胺衍生物，壳聚糖衍生物等通过膜裂解机制破坏细菌细胞膜的完整性，使细胞内容物泄出而显示强大的抗菌活性。此外，也可在表面负载杀菌剂，进行释放型杀菌。生物杀灭剂包括银纳米粒子(AgNPs)、抗生素和氮氧化物等被预先加载或嵌入，然后缓慢释放到附近环境中以杀灭细菌。还有报道在表面修饰光敏剂进行光热杀菌，利用近红外光照射光热剂材料铂、金等产生过高热，通过热消融方式杀死细菌。

中国专利公开号CN106512083A公开了一种医用钛合金的制备方法。该专利运用双乳液法、水热法处理等使PLGA载药纳米粒子接到钛基表面，所制备的产品具有良好的生物活性和抗菌性能。但该方法步骤繁琐，实验过程中涉及强酸强碱，存在一定危险性，缺乏高效实用性。

中国专利公开号CN102758202B公开了一种医用钛及钛合金表面抗菌涂层的制备方法。该专利通过将纳米预涂层制备、载银处理与微弧氧化技术相结合，实现了银在医用钛及钛合金表面的大量固定和长期缓慢释放，能够显著提高钛及钛合金的抗菌性能，并使抗菌效果能够长时间维持。但该方法中的抗菌剂银存在一定的生物毒性，使得该方法的应用受到一定的限制。

中国专利公开号CN106867042A公开了一种流延法制备纳米纤维素/壳聚糖/聚乙烯醇复合膜及其在生物抗菌膜中的应用方法。该专利以聚乙烯醇为基体聚合物，纳米纤维素为增强剂、壳聚糖为天然抗菌剂采用流延法完成复合膜产品制备工艺。该方法制备的复合膜易操作、力学性能优异、光学性能良好，但壳聚糖的牢固结合，长期存在容易导致细菌的耐药性。

中国专利公开号CN103191467A公开了一种医用金属表面缓释多种细胞生长因子的抗菌涂层的制备方法。该方法采用酰胺键共价结合的方式在氧化石墨烯上接枝带氨基的抗生素，并通过层层自组装的方法将分别包裹多种细胞生长因子的纳米颗粒固定在氧化石墨烯层之间，从而在医用金属表面得到同时载有多种细胞生长因子及抗生素的涂层。该法制备的涂层能够独立控制各种细胞生长因子的缓慢有序释放，并且能在细胞生长因子缓慢释放的整个过程中，均有抗生素的释放。但该方法无法调控抗生素的自适应释放，采用的氧化石墨烯具有潜在的毒性，同时层层自组装缺乏一定的高效实用性。

如上所述，表面功能化仍存在一定的问题，抗菌剂长期存在诱发细菌耐药性，细菌易在表面定植导致抗菌剂失效，植入体表面相容性差，所选材料具有一定毒性等。为解决以上问题，本发明希望开发一种制备工艺简单，具有良好生物相容性和自适应释放抗菌性能的智能涂层。智能涂层是指通过对骨科临时植入体进行表面修饰，使其具有细菌应答能力，能够通过自适应释放抗菌物质进行杀菌，以达到抗感染的目的，从而提高植入手术的成功率。本发明开发的智能涂层通过在表面牢固天然多糖提供反应位点，使植入体具有良好的生物相容性。抗生素与多糖位点通过对细菌酸性微环境具有响应断裂性的席夫碱键连接，使抗生素能够自适应性释放杀菌，从而实现细菌的快速精准高效杀灭，同时极大程度的避免了细菌耐药性的产生。

发明内容