[发明专利]镁骨内植物可载药壳聚糖/锌磷灰石涂层及其制备方法

说明书

本发明提供了一种镁骨内植物可载药壳聚糖/锌磷灰石涂层复合涂层，所述复合涂层由锌磷灰石涂层和壳聚糖涂层组成，所述涂层的厚度为10～80μm。该复合涂层的制备方法为：分别制备镁骨内植物、沉积液和壳聚糖溶液；将所述骨内植物浸入沉积液中，通过电化学沉积法在其表面沉积出锌磷灰石涂层，随后在壳聚糖溶液中涂覆壳聚糖涂层。本发明解决了目前磷酸盐涂层无法有效载药的问题，通过在锌磷灰石涂层外引入可载药壳聚糖涂层实现水溶性药物装载，锌磷灰石涂层可以通过配位作用与壳聚糖涂层形成化学键合，提高涂层的稳定性。同时壳聚糖涂层进一步增强了骨内植物的耐腐蚀性。

技术领域

本发明涉及一种生物材料涂层及制备方法，属于材料技术领域，具体来讲是一种镁骨内植物表面的壳聚糖/锌磷灰石涂层及其电化学沉积制备方法。

背景技术

镁合金具有良好的生物安全性和生物相容性，可通过与体液反应被人体组织降解和吸收，有希望作为可降解材料代替不锈钢、钛合金等传统骨科内植物材料。然而镁的电极电位较低，化学活性和电化学活性高，表面氧化膜疏松多孔，耐腐蚀性差，在高氯的体液环境中腐蚀降解过快使力学性能迅速衰减，无法很好的完成骨修复作用，成为限制其临床应用的瓶颈。表面涂层可有效地减缓镁的腐蚀降解，通过在镁合金表面构筑磷酸盐涂层，不仅可降低镁合金的降解速率，延缓镁合金在体内力学性能的衰减，同时，磷酸盐涂层良好的生物相容性也可以促进骨组织生长，提高植入物的成骨功能。

国内外关于可降解镁合金表面的磷酸盐涂层已经开展了大量的研究，但仍存在降解速度较快、无法有效载药等问题。锌是人体必须的微量元素之一，在骨组织中的储量丰富，能够刺激成骨细胞增殖和矿化。锌磷灰石具有与基体结合力强，降解速率低等优点，此外锌离子也可以作为络合剂与多数有机高分子结合，如壳聚糖。通过构建锌磷灰石涂层，不仅可以提高可降解镁合金的耐腐蚀性和成骨活性，而且可以作为中间层通过配位作用结合壳聚糖等高分子，实现有效的载药。

专利CN106310372A公开了一种可降解镁基骨内植物可载药高分子/钙磷复合涂层及制备；所述复合涂层由里至外包括设于所述骨内植物表层的氟化膜、生物可降解高分子涂层和生物活性钙一磷涂层；制备时，将镁或镁合金骨内植物置于氢氟酸恒温浸泡形成氟化保护层；将生物可降解高分子材料溶解在有机溶剂中，通过浸提法涂覆在氟化处理骨内植物表面，真空干燥，形成聚合物涂层；对涂覆聚合物涂层的骨内植物进行紫外臭氧或等离子体表面预处理后，置于磷酸盐混合液恒温浸泡即可。该复合涂层将载药高分子层设置于氟化处理层和磷酸盐层中间，不利于药物释放。磷酸盐涂层涂覆于高分子涂层上，仅通过非共价键结合，不利于涂层与镁合金基体的结合，易产生涂层脱落。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镁骨内植物表面的可载药壳聚糖/锌磷灰石复合涂层及其制备方法。本发明解决了目前磷酸盐涂层无法有效载药的问题，通过在锌磷灰石涂层外引入可载药壳聚糖涂层实现水溶性药物装载，锌磷灰石涂层可以通过配位作用与壳聚糖涂层形成化学键合，提高复合涂层的稳定性，而常用羟基磷灰石、透磷酸钙等钙磷盐涂层与基体和高分子涂层仅形成范德华力等非共价结合，稳定性较差。而且锌磷灰石溶度积更高，在模拟体液、细胞培养液等溶液中比羟基磷灰石、透磷酸钙等钙磷盐涂层更稳定，能有效减缓镁合金基体的腐蚀降解速率。同时本发明引入壳聚糖涂层可进一步增强了骨内植物的耐腐蚀性，并有效载药。本发明的复合涂层操作工艺简单、易行，制备的涂层与基体结合力强，厚度可控。本发明是通过以下技术方案实现的：

第一方面

本发明提供了一种镁骨内植物表面的可载药壳聚糖/锌磷灰石复合涂层，所述复合涂层由锌磷灰石涂层和壳聚糖涂层组成。

所述复合涂层厚度为10-80μm。厚度低于10μm涂层不完整，缺乏保护作用，超过80μm则涂层与基体的结合力下降。

第二方面

本发明还提供了一种如前述的镁骨内植物表面复合涂层的制备方法，其包括如下步骤：

S1、准备镁骨内植物、沉积液和壳聚糖溶液；