[发明专利]一种镁基医用植入物表面用可降解电泳涂层的制备方法有效

专利信息
申请号: 202010380883.9 申请日: 2020-05-08
公开(公告)号: CN111437442B 公开(公告)日: 2021-09-21
发明(设计)人: 李小杰;潘凯;魏玮;刘仁;刘晓亚 申请(专利权)人: 江南大学
主分类号: A61L27/34 分类号: A61L27/34;A61L27/04;A61L27/58;A61L31/10;A61L31/02;A61L31/14;C25D13/04;C09D5/08;C09D5/44;C09D131/02;C09D167/04
代理公司: 南京经纬专利商标代理有限公司 32200 代理人: 楼高潮
地址: 214122 江苏*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 医用 植入 表面 降解 电泳 涂层 制备 方法
【说明书】:

本发明旨在提供一种镁基医用植入物表面用可降解电泳涂层的制备方法,首先合成了可降解双亲性聚合物并将其与多臂硫醇交联剂自乳化形成双组份电泳涂料,随后通过电泳沉积及随后的固化交联步骤在镁基医用植入物表面制备得到生物医用涂层。这种涂层与基材具有牢固的附着力,优异的机械性能,能够极大延缓镁基材的腐蚀速率,实现镁基材的均匀降解并有效改善植入物表面的生物活性。通过电泳沉积制备技术,可以将设计的涂料完整、均匀地在复杂形状的镁基医用植入物(如心血管支架)表面成功制备,制备过程快捷高效。

技术领域

本发明涉及功能材料,属于涂层材料技术领域,具体是一种镁基医用植入物表面用可降解电泳涂层的制备方法。

背景技术

近年来,镁及其合金作为一种可降解的医用金属,相对于传统的医用金属(如不锈钢、钛合金等)在具有良好的机械性能的同时,能够在人体内实现完全吸收。因此,有望在医用植入物如心血管支架、骨外科植入物等领域实现广泛应用,从而避免二次手术。然而,由于镁在生理环境中具有过快的降解速率,容易造成局部的细胞毒性、力学性能过早损失等问题,从而限制了镁基植入物的临床应用。无论是从防腐机理还是临床应用的角度来说,通过可降解聚合物涂层控制医用镁合金的降解速度,是一种行之有效的方法。

然而,在实际应用中,多孔骨支架、心血管支架等网状多孔的医用植入物具有复杂的三维结构,这些“异型”植入物内部多孔结构及镂空结构对涂层的涂装造成了很大的困难。因此,开发一种能够与“异性”植入物结构和功能相匹配的涂层材料和涂装技术显得十分重要。

与旋涂、化学转换、溶胶-凝胶、等离子体喷涂、浸涂法以及微弧氧化等涂层制备方法相比,电泳沉积技术因其独特的优势脱颖而出,如涂层制备不受基底形状限制,可在形状复杂的器械表面进行沉积,甚至能够涂覆多孔结构的内表面。涂层制备简单,不涉及复杂的设备,涂层制备可控性强,能有效地控制涂层的厚度、表面结构以及基材与涂层间的结合强度。电泳沉积技术能够固定和负载具有特定生物活性的生物功能分子,而不损失生物活性;在赋予涂层功能性的同时,实现与植入物特别是复杂三维“异型”植入物在功能和结构上的匹配。

有很多研究人员开发了一些可以应用在镁基植入物或镁基材料上的,电泳涂层材料。中国专利CN 103757683B和CN107740172B公开了两种基于天然大分子尤其是γ-聚谷氨酸的聚合物涂层材料能够有效降低镁合金的腐蚀速率,以及提高涂层表面的生物活性。CN102534631 A公开了将壳聚糖电泳沉积在镁合金表面构筑防腐涂层的方法。Hongfei Qi等 (ACS Appl.Mater.Interfaces 2019,11,8625-8634)通过明胶/壳聚糖(GNs/CTS)纳米粒子负载有辛伐他汀(SIM)在WE43镁合金上制备得到复合电泳沉积涂层,在防腐的同时实现药物释放的功能。这些天然大分子,虽然能够实现对镁合金的保护同时能够实现在人体内的无毒降解。但是由于其亲水性较强、机械性能受限以及有限的结构设计,造成其防腐性能较差,限制了天然大分子在镁合金基材上面的应用。有一些研究人员开发了一些人工合成的聚合物涂层材料,例如,专利CN 104911675 A和CN 108815575 A都在镁合金表面制备得到了生物功能涂层,然而这些丙烯酸酯类的电泳涂层无法实现在体内的完全降解,严重影响了它们在临床上的应用。

发明内容

本发明旨在提供一种适用于复杂结构镁基医用植入物表面的可降解电泳涂层的制备方法,该涂层将可降解双亲性改性聚合物与多臂硫醇交联剂通过自乳化形成双组份电泳涂料。再通过电泳沉积及随后的交联固化能够实现其在复杂三维结构的镁基医用植入物表面的均匀制备。这种涂层与基材具有牢固的附着力,优异的机械性能,能够极大延缓镁基材的腐蚀速率,实现镁基材的均匀降解并有效改善植入物表面的生物活性。

本发明的目的通过如下手段来实现。

一种适用于复杂结构镁基医用植入物表面的可降解电泳涂层,具体步骤如下:

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