[发明专利]一种具有免疫响应的电活性钛植入体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有免疫响应的电活性钛植入体及其制备方法。本发明方法如下：(1)医用钛植入体表面打磨，超声清洗、干燥；(2)将干燥后的植入体固定于激光打标机的步进电机上进行激光辐照处理。由于激光的辐照作用使纯钛发生相转变，具有与纯钛不同的电学性质，由此形成微区电场使其具有电活性。该电活性钛植入体生物相容性好，可有效增强大鼠骨髓间充质干细胞增殖和分化，且可调控巨噬细胞的免疫响应形成促进大鼠骨髓间充质干细胞分化的免疫微环境。该制备方法简单易操作，适合大规模生产。

技术领域

本发明属于医用材料技术领域，具体涉及一种具有免疫响应的电活性钛植入体及其制备方法。

背景技术

随着世界人口逐渐老龄化，和骨骼相关的疾病如骨折、骨肿瘤等疾病发病率逐渐上升，相应的治疗费用增加。尽管骨骼具有一定的再生和自我修复能力，但严重的创伤，肿瘤切除，癌症或先天性疾病导致的大段骨缺损只能通过骨移植修复。钛及钛合金由于具有与骨骼相似的杨氏模量、耐腐蚀性好等优点，已经广泛应用于骨植入体领域。但纯钛表面生物惰性对快速有效的骨整合不利，因此，通过表面改性技术提高纯钛表面的生物活性实现快速有效的骨整合具有重要意义。基于骨骼的压电特性，骨内的干细胞和成骨细胞处于一种电生理微环境中，通过在纯钛植入体表面构建有利于骨内干细胞增殖和分化的电生理微环境对于促进骨整合具有重要的现实意义。同时，鉴于骨整合是一个动态且复杂生理过程，巨噬细胞在其中发挥着不可或缺的作用。因此，构建的电生理微环境对巨噬细胞的免疫调控形成有利于骨整合的免疫微环境同样不能忽视。

近年来，已有研究表明通过在植入体表面构建适合骨内干细胞分化的电生理微环境可促进骨缺损的快速修复。然而，对于构建的电生理微环境对巨噬细胞免疫调控的研究却十分有限。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首目的在于提供一种具有免疫响应的电活性钛植入体的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述方法制得的一种具有免疫响应的电活性钛植入体。通过构建的电生理微环境以及对巨噬细胞调控形成的免疫微环境提高骨整合效率。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种具有免疫响应的电活性钛植入体的制备方法，包括以下步骤：

将钛植入体进行砂纸打磨、清洗和干燥后，置于激光打标机上进行激光选区辐照处理，获得具有电活性的周期半导体-金属异质结钛植入体。

优选的，所述砂纸打磨具体为：使用200#、500#、1000#、3000#、5000#砂纸依次打磨钛植入体去除表面氧化层。

优选的，所述清洗具体为用丙酮、无水乙醇、去离子水依次超声清洗10～20min。

优选的，所述干燥为常规干燥。

优选的，所述激光辐照处理的条件为：激光辐照功率为2.4～3W，打标速度为100～200mm/s，扫描宽度为15～100μm。

更优选的，所述扫描宽度为30～50μm。

优选的，所述置于激光打标机上指将清洗后的钛植入体固定于激光打标机的步进电机上。

优选的，所述钛植入体为纯钛或钛基骨植入体。

上述方法制得的一种具有免疫响应的电活性钛植入体。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

(1)通过激光选区辐照处理对钛植入体进行表面处理，该方法成本低、速度快，适合大规模生产。

(2)通过激光选区辐照处理获得的半导体-金属异质结形成的微区电场符合骨组织的电生理微环境，对骨髓间充质干细胞具有促进增殖、分化作用。