[发明专利]形成于基材表面的抗菌及骨整合涂层及在基材表面制备抗菌及骨整合涂层的方法

说明书

本发明公开了一种形成于基材表面的抗菌及骨整合涂层及在基材表面制备抗菌及骨整合涂层的方法，该方法包括：(1)将基材浸泡于粘附剂中；(2)将步骤(1)获得的基材浸泡于阳离子材料溶液中；(3)将步骤(2)获得的基材浸泡于硫化铜纳米颗粒溶液中；(4)重复步骤(2)和(3)至少两次。该涂层不仅与基材牢固结合、时效持久，而且硫化铜纳米颗粒在近红外光照射下能够被激活而杀灭细菌，达到治疗种植体周围炎的效果，且杀菌效果智能可控、即时性强；硫化铜纳米颗粒能够释放二价铜离子，活化血管内皮生长因子(VEGF)，进而促进种植体周围组织血管、新生骨形成，加强内固定稳定性。

技术领域

本发明属于骨科生物医学材料技术领域，特别涉及一种形成于基材表面的抗菌及骨整合涂层及在基材表面制备抗菌及骨整合涂层的方法。

背景技术

种植体感染约占医院获得性感染总数的45％，是一个重大的临床挑战。植入物引起的感染主要原因是细菌在其表面的粘附和定植，进而形成生物被膜。一旦种植体表面形成生物膜，最终会由于持续炎症和周围组织坏死导致种植体失败。

由于生物膜内的微生物能够抵抗宿主的免疫攻击，且对抗生素的敏感性较低，因此生物膜的清除在临床上尤其具有挑战性。目前手术切除感染植入物仍被认为是护理的标准，但其明显延长了患者住院时间，大大增加了医疗费用。为了规避手术切除途径不可避免的障碍，各种种植体表面修饰策略已被开发出来，以对抗细菌引起的感染。

种植体表面修饰是对种植体表面进行抗菌改性，以减少细菌黏附、抑制菌斑生物膜形成，从而预防种植术后初期感染。虽然这种策略在抗菌治疗方面取得了显著的成功，但目前设置在种植体表面的抗菌涂层多为传统抗菌剂，而传统抗菌剂相对较长的杀菌时间和潜在的细菌耐药性在很大程度上阻碍了它们在临床实践中的广泛应用；而且目前种植体表面抗菌涂层仍存在结构稳定性、可控性、时效性不理想等缺陷。

近来，光热疗法(PTT)和光动力疗法(PDT)由于具有耐细菌、微创、深层组织穿透和即时治疗效果等优点，而在治疗种植体感染中受到了广泛关注。

如公开号为CN111646495A的中国发明专利申请公开了一种双光响应型氧化锌及其制备方法以及具有抗菌成骨性的光敏涂层，该技术先将可溶性锌盐、六亚甲基四胺和水混合进行第一水热反应，然后将反应料液和柠檬酸钠、羟丙基甲基纤维素、光热转换材料以及木质素混合进行第二水热反应，得到水热产物；而后将将所述的水热产物依次进行冷冻干燥和微波辐照，得到双光响应型氧化锌；最后将该双光响应型氧化锌分散于溶剂中，将所得的溶液涂覆于基材表面，干燥后得到具有抗菌成骨性的光敏涂层。

然而该双光响应型氧化锌涂层仅是简单涂覆到钛基材表面，结构稳定性差，时效短，且抗菌性能和骨整合性能仍不理想。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种形成于基材表面的抗菌及骨整合涂层及在基材表面制备抗菌及骨整合涂层的方法，该形成于基材表面的抗菌及骨整合涂层不仅结构稳定，而且抗菌性能和骨整合性能均十分优异，时效性长。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种在基材表面制备抗菌及骨整合涂层的方法，该方法包括以下步骤：

(1)将基材浸泡于粘附剂中；

(2)将步骤(1)获得的基材浸泡于阳离子材料溶液中；

(3)将步骤(2)获得的基材浸泡于硫化铜纳米颗粒溶液中；

(4)重复步骤(2)和(3)至少五次。

本发明先将基材浸泡于粘附剂中，以使粘附剂结合到基材表面形成粘附层；而后将带粘附层的基材浸泡于阳离子材料溶液中，阳离子材料也能够紧密粘附到粘附层上；而带负电荷的硫化铜纳米颗粒则通过正负电吸附作用吸附到带正电荷的阳离子材料上，重复步骤(2)和(3)，则阳离子材料和硫化铜纳米颗粒能够层层自组装形成稳定牢固的硫化铜纳米颗粒涂层。