载双因子的聚多巴胺/钙磷纳米颗粒自组装涂层的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种载多生长因子的聚多巴胺/钙磷纳米涂层的制备方法，所述方法制得的涂层以钙磷为主要成分，通过聚多巴胺对钙磷纳米颗粒进行修饰，实现生长因子的活性固载，采用自组装的方法在镁合金表面制备了钙磷多功能纳米活性涂层。通过该方法制得的钙磷涂层在正常生理环境下能够延缓镁合金在人体环境中的腐蚀降解速率，能实现生长因子的固载和缓慢释放并能够诱导新骨再生，促进骨修复。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物医用材料领域，尤其涉及一种载双因子的聚多巴胺/钙磷纳米颗粒自组装涂层的制备方法。
技术介绍
镁合金力学性能与自然骨匹配，然而在人体生理环境中腐蚀降解速率过快、骨诱导性差与组织愈合速度不匹配，从而限制了其在生物医用领域的应用。因此，发展与完善表面改性技术，提高镁合金耐腐蚀性和生物相容性，成为镁合金应用于生物医学领域的关键。常见的生物材料涂层通常由单一成分构成，不能有效地诱导新骨再生，成骨效果较差。在镁及镁合金基体上发展多功能生物复合涂层兼备了基体镁及镁合金优良的综合力学性能和钙磷涂层良好的生物相容性、耐腐蚀性和骨诱导性，在生物医用材料领域有着广泛的应用前景。CN103484845A公开了生物可降解镁合金/钙磷涂层复合材料的制备方法，包括基体预处理步骤、转化液配置步骤、仿生钙磷涂层制备步骤，制备得到生物可降解镁合金/钙磷涂层复合材料；CN102787339A公开了一种电化学沉积制备镁合金-钙磷涂层复合材料的方法，其包括镁合金基体的预处理、配置电解质溶液和电化学沉积等步骤，获得所述镁合金-钙磷涂层复合材料；CN102776499A公开了一种制备镁合金-钙磷涂层复合材料的仿生矿化方法，其包括简单预处理、酸蚀预处理、仿生溶液的配置以及仿生溶液中浸泡等步骤，制得镁合金-钙磷涂层复合材料。现有的钙磷涂层的制备方法存在诸多缺陷，例如：(1)涂层制备条件不够温和，不能有效地保护因子活性；等离子喷涂和热化学法的高温过程容易使钙磷颗粒分解并且导致涂层中的活性因子失活；(2)基体表面涂层不均匀，涂层结构不致密；(3)激光熔覆制备的涂层虽然强度高，韧性好，但涂层的均匀性较差；此外，传统的钙磷涂层缺乏良好的细胞粘附效果，导致材料与人体组织的亲和性差。因此，如何提供一种反应条件温和，能有效保护因子活性，且生物相容性好、均匀性高、能提高骨组织生长速率和骨修复效果的钙磷涂层制备方法已成为目前研究的热点。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种载双因子的聚多巴胺/钙磷纳米颗粒自组装涂层的制备方法。该方法制备的聚多巴胺/钙磷纳米颗粒自组装涂层具有良好的生物相容性、可降解性、组织亲和性，能够提高镁合金的抗腐蚀性，延缓降解速度，装载的生长因子活性高，缓释性能好，能够更好地诱导骨组织再生和修复。为达此目的，本专利技术采用了以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种载多生长因子的聚多巴胺/钙磷纳米涂层的制备方法，其包括以下步骤：(1)钙磷纳米颗粒的制备分别配制钙盐溶液和磷酸盐溶液，将磷酸盐溶液滴加到钙盐溶液中，搅拌直至反应结束后陈化，离心并洗涤，得到钙磷纳米颗粒；(2)聚多巴胺功能化钙磷纳米颗粒的制备将钙磷纳米颗粒分散于多巴胺碱性溶液中，将得到的混合溶液避光搅拌，经离心得到聚多巴胺功能化钙磷纳米颗粒；(3)生长因子的固载将生长因子加入聚多巴胺功能化钙磷纳米颗粒分散液中，经搅拌、离心得到载生长因子的聚多巴胺功能化钙磷纳米颗粒；(4)钙磷涂层的制备将基材先后浸入载不同生长因子的聚多巴胺功能化钙磷纳米颗粒分散液中，经干燥得到载多生长因子的聚多巴胺/钙磷纳米涂层。本专利技术所采用的制备载多生长因子的聚多巴胺/钙磷纳米涂层的方法，其有效保护了生长因子的活性，提高了钙磷涂层的骨诱导性；同时，使制备得到的涂层均匀连续、质密无间隙；大大降低了镁合金的腐蚀速率，可有效抑制镁合金的点蚀，提高镁合金的耐腐蚀性，延缓了镁合金的降解速率；另外，该方法还能促进类骨磷灰石的晶化，，而且有效增强了涂层对细胞的粘附性能，使涂层能更好地诱导新骨生长。本专利技术所制备得到的涂层能更好地诱导新骨生长，其原理在于：聚多巴胺中的儿茶酚基团可以与生理体液中的Ca2+离子键合促进类骨磷灰石的形核和长大，固载的无机钙磷纳米颗粒可诱导新骨再生，固载的生长因子促进成骨细胞和软骨细胞的增殖、分化和细胞基质的形成，从而产生新生骨和新生软骨。本专利技术中，步骤(1)所述钙盐为硝酸钙、氯酸钙、碳酸氢钙、醋酸钙、硝酸钙或氯化钙中的任意一种或至少两种的混合物，例如可以是硝酸钙、氯酸钙、碳酸氢钙、醋酸钙、硝酸钙或氯化钙中的任意一种，典型但非限制性的混合为：硝酸钙和氯酸钙、碳酸氢钙和醋酸钙、硝酸钙和氯化钙等。本专利技术中，步骤(1)所述钙盐中的钙离子浓度为0.05～1.5mol/L，例如0.05mol/L、0.06mol/L、0.07mol/L、0.08mol/L、0.09mol/L、0.1mol/L、0.11mol/L、0.12mol/L、0.13mol/L、0.14mol/L或0.15mol/L，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。根据本专利技术，所述钙盐中的钙离子浓度优选0.08～1.2mol/L。本专利技术中，步骤(1)所述磷酸盐为磷酸二氢铵、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠或磷酸钠中的任意一种或至少两种的混合物，例如可以是磷酸二氢铵、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠或磷酸钠中的任意一种，典型但非限制性的混合为磷酸二氢铵和磷酸二氢钠、磷酸氢二钠和磷酸钠、磷酸二氢钠和磷酸钠等。本专利技术中，步骤(1)所述磷酸盐中的磷酸根离子浓度为0.05～1.2mol/L，例如0.05mol/L、0.06mol/L、0.07mol/L、0.08mol/L、0.09mol/L、0.1mol/L、0.11mol/L或0.12mol/L，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。根据本专利技术，所述磷酸盐中的磷酸根离子浓度优选0.08～1.0mol/L。本专利技术中，步骤(1)中所述陈化的时间为6～24h，例如6h、8h、10h、11h、12h、13h、15h、16h、18h、20h或24h，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。根据本专利技术，所述陈化的时间优选8～20h，进一步优选10～18h。本专利技术中，所述洗涤采用蒸馏水和无水乙醇交替进行，也可以采用本领域常见的方式进行洗涤，在此不做特殊限定。本专利技术中，所述得到的钙磷纳米颗粒为羟基磷灰石颗粒﹑磷酸钙颗粒﹑α-磷酸三钙颗粒、β-磷酸三钙颗粒﹑磷酸四钙颗粒﹑磷酸八钙颗粒﹑硅酸钙颗粒或HA-TCP双相陶瓷颗粒中的任意一种或至少两种的混合物，例如可以是羟基磷灰石颗粒﹑磷酸钙颗粒﹑α-磷酸三钙颗粒、β-磷酸三钙颗粒﹑磷酸四钙颗粒﹑磷酸八钙颗粒﹑硅酸钙颗粒或HA-TCP双相陶瓷颗粒中的任意一种，典型但非限制性的混合物为：羟基磷灰石颗粒和磷酸钙颗粒﹑α-磷酸三钙颗粒和β-磷酸三钙颗粒﹑磷酸四钙颗粒和磷酸八钙颗粒﹑硅酸钙颗粒和HA-TCP双相陶瓷颗粒等。本专利技术中，步骤(2)中所述多巴胺碱性溶液的浓度为0.5～50mg/mL，例如0.5mg/mL、1mg/mL、2mg/mL、5mg/mL、10mg/mL、15mg/mL、20mg/mL、30mg/mL、40mg/mL或50mg/mL，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。根据本专利技术，所述多巴胺碱性溶液的浓度优选1～45mg/mL，进一步优选5～30mg/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种载多生长因子的聚多巴胺/钙磷纳米涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)钙磷纳米颗粒的制备分别配制钙盐溶液和磷酸盐溶液，将磷酸盐溶液滴加到钙盐溶液中，搅拌直至反应结束后陈化，离心并洗涤，得到钙磷纳米颗粒；(2)聚多巴胺功能化钙磷纳米颗粒的制备将钙磷纳米颗粒分散于多巴胺碱性溶液中，将得到的混合溶液避光搅拌，经离心得到聚多巴胺功能化钙磷纳米颗粒；(3)生长因子的固载将生长因子加入聚多巴胺功能化钙磷纳米颗粒分散液中，经搅拌、离心得到载生长因子的聚多巴胺功能化钙磷纳米颗粒；(4)钙磷涂层的制备将基材先后浸入载不同生长因子的聚多巴胺功能化钙磷纳米颗粒分散液中，经干燥得到载多生长因子的聚多巴胺/钙磷纳米涂层。

【技术特征摘要】
1.一种载多生长因子的聚多巴胺/钙磷纳米涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)钙磷纳米颗粒的制备分别配制钙盐溶液和磷酸盐溶液，将磷酸盐溶液滴加到钙盐溶液中，搅拌直至反应结束后陈化，离心并洗涤，得到钙磷纳米颗粒；(2)聚多巴胺功能化钙磷纳米颗粒的制备将钙磷纳米颗粒分散于多巴胺碱性溶液中，将得到的混合溶液避光搅拌，经离心得到聚多巴胺功能化钙磷纳米颗粒；(3)生长因子的固载将生长因子加入聚多巴胺功能化钙磷纳米颗粒分散液中，经搅拌、离心得到载生长因子的聚多巴胺功能化钙磷纳米颗粒；(4)钙磷涂层的制备将基材先后浸入载不同生长因子的聚多巴胺功能化钙磷纳米颗粒分散液中，经干燥得到载多生长因子的聚多巴胺/钙磷纳米涂层。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述钙盐为硝酸钙、氯酸钙、碳酸氢钙、醋酸钙、硝酸钙或氯化钙中的任意一种或至少两种的混合物；优选地，所述钙盐中的钙离子浓度为0.05～1.5mol/L，优选0.08～1.2mol/L；优选地，所述磷酸盐为磷酸二氢铵、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠或磷酸钠中的任意一种或至少两种的混合物；优选地，所述磷酸盐中的磷酸根离子浓度为0.05～1.2mol/L，优选0.08～1.0mol/L。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述陈化的时间为6～24h，优选8～20h，进一步优选10～18h；优选地，所述洗涤采用蒸馏水和无水乙醇交替进行；优选地，所述钙磷纳米颗粒为羟基磷灰石颗粒﹑磷酸钙颗粒﹑α-磷酸三钙颗粒、β-磷酸三钙颗粒﹑磷酸四钙颗粒﹑磷酸八钙颗粒﹑硅酸钙颗粒或HA-TCP双相陶瓷颗粒中的任意一种或至少两种的混合物。4.如权利要求1～3之一所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述多巴胺碱性溶液的浓度为0.5～50mg/mL，优选1～45mg/mL，进一步优选5～30mg/mL；优选地，所述混合溶液的浓度为0.5～100mg/mL，优选1～80mg/mL，进一步优选5～75mg/mL；优选地，所述避光搅拌的时间为1～24h，优选5～22h，进一步优选10～20h。5.如权利要求1～4之一所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述钙磷纳米颗粒分散液中的生长因子浓度为0.001～0.1mg/mL，优选0.01～0.1mg/mL，进一步优选0.02～0...

【专利技术属性】
技术研发人员：任富增，鲁雄，姜亚楠，贾占荣，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：广东;44