[发明专利]一种具有生物活性涂层的多孔钽植入物及其制备方法

说明书

本发明提供一种具有生物活性涂层的多孔钽植入物的制备方法，涉及医用材料技术领域。本发明将骨长入活性物质与多醛基氧化海藻酸钠交联反应，进一步与氨基修饰的多孔钽植入物反应得到具有生物活性涂层的多孔钽植入物，从而使得多孔钽植入物生物学性能得到提高，进而提高骨整合能力。在多孔钽植入物表面获得的活性涂层，交联了能够促进骨组织生长的因子，可以促进成骨细胞对钽表面的粘附，进一步促进种植入物的骨整合长入效果。

技术领域

本发明涉及医用材料技术领域，尤其涉及一种具有生物活性涂层的多孔钽植入物及其制备方法。

背景技术

钽金属植入物应用于骨科植入物已经有10多年历史，由于钽金属密度高，因此大部分钽金属植入物以多孔钽的形式进行设计制备，钽金属植入物具有良好的生物相容性。3D打印技术为个性化多孔钽植入物的制备提供技术保障，多孔骨小梁结构有利于骨组织长入，但根据实际临床过程中研究发现，多孔钽植入物的骨长入效果难以明确，钽-细胞-骨界面整合能力仍然有限。例如：CN105177523A公开的的多孔钽金属材料孔隙率高，且为互相连通的多孔结构，孔隙死腔少，与人体松质骨相似，可促进骨长入，可应用于体内多部位的骨创伤及骨坏死后骨缺损的修复；CN109806032A公开的一种3D打印多孔钽棒，多孔分布均匀且可控，多孔钽棒抗压强度为120～180MPa，弹性模量为10～20GPa，孔隙率为75～85％。

现有技术中的多孔钽材料表面生物活性改性不尽理想，制备的多孔钽与骨的成分不同，在植入早期不能与骨形成化学结合，也没有促进新骨形成的能力。例如CN111481738A公开了一种生物活性多孔钽植入物制备方法，在预处理材料表面形成具有生物活性物质的原位生长膜层，对原位生长膜层进行水热处理，得到生物活性多孔钽植入物。

因此，有必要研发一种多孔钽植入物及其制备方法，解决现有技术中存在的多孔钽植入物生物学性能低等技术问题。

发明内容

根据最新研究发现，通过功能性大分子蛋白等修饰的多孔钽骨整合能力得到提高，修饰过的多孔钽和骨界面的微观结构发生改变，产生“界面机械负荷”的力学作用，这种力学信号可以刺激细胞基质蛋白完成成骨过程，从而进一步提升钽生物学性能，提高钽-细胞-骨界面整合效率，促进钽材料的增值利用。

本发明的目的是提供一种具有生物活性涂层的多孔钽植入物及其制备方法，更具体地涉及一种利用骨长入活性物质和多醛基海藻酸钠对多孔钽植入物表面进行改性，获得多醛基海藻酸钠与多肽链的交联作用生成的钽金属活性涂层，从而使得多孔钽植入物生物学性能得到提高，进而提高骨整合能力。

基于上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明提供一种具有生物活性涂层的多孔钽植入物的制备方法，是指将骨长入活性物质与多醛基氧化海藻酸钠交联反应，进一步与氨基修饰的多孔钽植入物反应得到具有生物活性涂层的多孔钽植入物。

进一步地，所述制备方法，具体包括以下步骤：

(1)将多孔钽植入体经酸化改性、氨基修饰获得氨基修饰的多孔钽植入体；

(2)将海藻酸钠分散于乙醇中配制悬浊液A；高碘酸钠或高碘酸溶于水配制溶液B；将溶液B加入溶液A中避光反应，制得多醛基氧化海藻酸钠(OSA)；

(3)将骨长入活性物质和多醛基氧化海藻酸钠交联反应制得混合溶液；

(4)将氨基修饰的多孔钽植入物加入步骤(3)的混合溶液中反应，制得具有生物活性涂层的多孔钽植入物。

进一步地，步骤(1)中所述多孔钽植入体通过含量大于99.99％的高纯球形钽粉采用3D打印技术打印制得。其中所述3D打印技术可以采用选择性激光熔融(SLM)技术或电子束熔融(EBM)技术。

进一步地，步骤(1)中所述多孔钽植入体包括多孔钽髋臼杯、多孔钽椎间融合器、膝关节假体、髋膝关节垫块等。