[发明专利]一种医用金属植入体表面涂层处理方法

说明书

本发明提供一种医用金属植入体表面涂层处理方法，在合成壳聚糖‑β‑环糊精接枝物(Chi‑β‑CD)基础上，利用Chi‑β‑CD的环糊精疏水环加载匹伐他汀药物，并以此为聚阳离子，以明胶(Gel)为聚阴离子，采用自组装技术，在金属植入材料表面构建含匹伐他汀药物的多层膜结构。本发明处理后的匹伐他汀多层膜可以有效促进间充质干细胞的成骨分化和内皮细胞的成血管效应，大大提高金属骨植入材料的骨再生能力，对于加快医用金属骨植入材料在体内植入后与宿主产生有效骨整合具有重要的意义。

技术领域

本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种医用金属植入体表面涂层处理方法，是一种兼具促成骨与促血管化的表面涂层的生物金属植入体的处理方法。

背景技术

医用金属植入材料，如钛基植入材料等，由于具有良好的生物相容性及机械性能等特点而在骨科、牙科等临床硬组织替代植入领域广泛应用；但是植入材料表面的生物惰性却也阻碍植入体与周围骨组织间的功能性整合，进而影响体内植入后的预后以及使用寿命。在不改变金属植入体整体性能的情况下，通过对材料表面进行改性修饰，增强其表面生物学、化学等性能，制备多功能化的医用金属植入体，加快体内植入后金属植入体与周围骨组织的骨整合，以满足临床需求，是现代医用装置应用中要解决的重要问题。

与常规骨折修复、以及骨骼生长或重塑过程中的骨生长相似，在骨-植入体界面修复过程涉及到一系列复杂动态过程。血管(尤其是血管内皮细胞)在控制器官的生长、平衡和再生过程中发挥重要调控作用。近年来大量研究证实，在骨生长或再生修复过程中，骨组织的血管化与骨形成是一个耦合过程，有效的血管新生是骨再生修复的重要方面。尽管有研究人员试图提高金属植入材料体内植入后的周边血管化水平，但是所用方法普遍过程复杂，需要使用两种或两种以上活性物质对成骨和成血管化进行分别调控。因此，寻求一种简单的兼具促成骨与促血管化的生物医用金属植入体表面修饰手段，是当前医用植入体表面设计的关键性问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种医用金属植入体表面涂层处理方法，采用自组装技术，在钛及钛合金、钴基合金、不锈钢材料等植入基体材料表面上涂布含匹伐他汀多层膜涂层，以解决现有植入材料快速骨整合问题，该方法所得永久植入材料适合多种植入部位的力学要求，同时具有促进植入体周围骨再生和血管化功能。

本发明提供的一种医用金属植入体表面涂层处理方法，该方法包括以下步骤：以壳聚糖为原料，利用对硝基苯磺酰氯取代β-环糊精(ASC)中的双键与壳聚糖的氨基反应，制备了壳聚糖-β-环糊精接枝物(Chi-β-CD)，利用壳聚糖-β-环糊精接枝物的环糊精疏水环加载匹伐他汀药物，并以此为聚阳离子，以明胶(Gel)为聚阴离子，采用层层自组装技术，在金属植入材料表面构建含匹伐他汀药物的多层膜结构，完成表面涂层处理。

所用植入基体材料为金属件，采用钛及钛合金、钴基合金、不锈钢材料制成。

所用植入基体材料为医用材料及器件。

通过控制匹伐他汀加载浓度，或通过控制多层膜构建过程中的循环次数来控制多层膜结构中匹伐他汀加载量。

具体制备步骤如下：

(1)利用无水丙酮、无水乙醇、去离子水依次将所述植入基体材料进行超声清洗三次，高压蒸汽灭菌，灭菌条件为121度，时间30分钟，干燥备用；

(2)准确称取113.5g的β-环糊精、154.7g对硝基苯磺酰氯，置于2000mL圆底烧瓶中，加入无水二甲亚砜200mL、三乙胺97.4mL，60℃恒温油浴反应1h。准确称取壳聚糖粉末(50,000-190,000Da低分子量，75-85％脱乙酰化)16.1g，置于1000mL烧杯中，加500mL去离子水，在磁力搅拌下缓慢滴加醋酸至壳聚糖刚好溶解，并加入到反应瓶中，继续反应24h,获得壳聚糖-β-环糊精接枝物(Chi-β-CD)初级产物。用截留相对分子质量为1.8万的透析袋对产物Chi-β-CD进行装样透析，每8小时换一次去离子水，共透析3天。将获得产物Chi-β-CD置于冷冻干燥机中干燥备用；