[发明专利]3D打印多孔钛表面抗菌及促成骨的可控释药体系及制备方法

权利要求书

1.一种3D打印多孔钛表面抗菌及促成骨的可控释药体系，其特征在于包括PDA修饰的阳极氧化所得的双管径纳米管膜层，膜层厚度为8～25微米：上层为细胞相互作用的界面及药物释放的“阀门”的小管径层，管径为20～60纳米，用作与细胞相互作用的界面及药物释放的“阀门”；下层为装载药物的大管径层，管径大小为80～140纳米；PDA层在纳米管内壁沉积，厚度为5～25纳米；所述药物为：抗菌肽LL37和锌离子；

所述双管径纳米管膜层由配制氟化盐电解液用于多孔钛或多孔钛合金基体阳极氧化得到。

2.一种权利要求1所述3D打印多孔钛表面抗菌及促成骨的可控释药体系的制备方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：采用3D打印技术获得多孔钛或多孔钛合金；

步骤2：以多孔钛或多孔钛合金为阳极，石墨棒为阴极，电解液为氟盐、乙二醇和去离子水；电解时采用直流电源；所述电解液的比例为每份0.08M氟盐、250mL乙二醇和2wt.％去离子水，其中250mL乙二醇中含50mL二乙二醇；

对阳极氧化，得到双管径二氧化钛纳米管，过程为三个阶段：

第一阶段在5V～30V电压下，阳极氧化处理1～8小时，形成小管径结构的纳米管；

第二阶段，将电压以每分钟10～60伏特的速率升至80～140伏特，并在该电压下维持15～60分钟；

第三阶段，以每秒5～50毫升的速率向电解液中添加镁盐溶液，每升电解液中添加镁盐的量为0.06摩尔，处理时间为30～120分钟；

步骤3：将双管径二氧化钛纳米管浸于pH为8.5的含DA的Tris-HCl缓冲液之中，在磁力搅拌下，DA发生氧化自聚合反应；搅拌速率为300～700转每分钟，反应时间为1～24小时；采用去离子水充分清洗后，真空干燥；所述DA的浓度为1～8毫克每毫升；所述Tris-HCl缓冲液浓度为10毫摩尔每升；

步骤4：

锌离子的负载：将纳米管浸入硝酸锌的水溶液中，震荡1～24小时；采用去离子水充分清洗后，室温真空干燥；所述硝酸锌溶液的浓度为0.5M；

抗菌肽的负载：用移液器移取80微升的抗菌肽LL37的磷酸盐缓冲液均匀涂覆在纳米管表面，并使溶液充分浸润多孔内表面，室温静置30～60分钟后，将样品转移至真空干燥箱，室温真空干燥1～2小时，重复此步骤，使得抗菌肽的总理论负载量为200～400微克，最后一次负载干燥后，用PBS快速清洗样品表面，除去残留在纳米管表面的、多余的抗菌肽，清洗的溶液收集；并4摄氏度保存；所述抗菌肽LL37的浓度为5毫克每毫升。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述阴极和阳极之间的距离为5厘米。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述镁盐溶液的浓度为0.06M。