一种含有可结合生长因子的多糖涂层的种植体及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有可结合血小板衍生化生长因子的多糖涂层的种植体及其制备方法。所述含有可结合生长因子的多糖涂层的种植体包括：锚定了氨基的基体；和接枝到所述基体表面上的且具有可结合生长因子的多糖涂层。

An implant containing polysaccharide coated with growth factors and a preparation method thereof

The invention relates to an implant with a polysaccharide coating capable of binding platelet derived growth factor and a preparation method thereof. The implant containing a polysaccharide coating capable of binding growth factors includes: a substrate anchored with an amino group; and a polysaccharide coating grafted on the surface of the substrate with a binding growth factor.

【技术实现步骤摘要】
一种含有可结合生长因子的多糖涂层的种植体及其制备方法
本专利技术涉及一种含有可结合生长因子的多糖涂层的种植体及其制备方法，具体而言，本专利技术涉及一种具有可结合血小板衍生化生长因子的杜仲多糖涂层的钛金属种植体及其制备方法。
技术介绍
目前临床种植手术中经常使用的钛金属种植体机械强度高，生物相容性较好，但要求患者身体健康，种植区域骨密度足够等条件。然而众多患者因为系统疾病，引发骨密度不足或者骨品质下降，导致骨质缺损无法接受骨种植手术，或者植入的种植体不能形成稳定的骨整合导致手术失败。因此需开发符合更高要求的骨种植体，其具有主动活化和诱导骨组织黏附，形成足够的骨量从而促进整合的生物学活性。为改善病理状态下的骨整合状况，众多研究者尝试提高成骨细胞在种植体表面的黏附力和形成组织的能力，比如通过喷砂或酸蚀等化学手段改变种植体的表面，再喷涂羟基磷灰石或者胶原蛋白促进成骨细胞的黏附或者采用加载生长因子的等方法。这些方法取得了一定的实验效果，但是和临床需求仍有较大的差距且这些方法制备工艺复杂，周期长，性价比低，比如现有技术无法可控释放生长因子存在生物安全风险。因此种植体表面涂层必须可以提供一个具有特定生物学活性的界面，生物相容性好同时可以促进种植体的骨结合。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术开发了一种含有可结合生长因子涂层的种植体，其包括基体和可结合生长因子涂层，其中，将多糖材料作为可结合生长因子涂层覆盖在基体的表面上，并与基体紧密结合，以及所述多糖涂层具有很好的结合生长因子的能力，能够促进间质干细胞的募集及增殖，促进病变区域骨生成，种植体的长期稳定。此外，本专利技术还提供了所述含有可结合生长因子涂层的种植体的制备方法。根据本专利技术的一个方面，提供了一种含有可结合生长因子的多糖涂层的种植体，其包括：锚定了氨基的基体；和接枝到所述基体表面上的且具有可结合生长因子的多糖涂层。优选地，所述多糖可以是天然多糖，更优选地，所述多糖可以为杜仲多糖，例如，从杜仲树皮中得到的杜仲多糖。作为一个具体的实例，可以使用具有如下结构的杜仲多糖，其中包含可与氨基脱水发生缩合反应形成酰胺键的羧基。在本文中，其被称作杜仲3号多糖，编号为EUP3。分子量为Mw126.5KDa优选地，所述杜仲多糖EUP3采用以下方法制备：取杜仲树皮，粉碎，加入原料质量的5～20倍(优选10倍)去离子水进行提取，温度90～100℃，搅拌浸提3～4h，过滤分离滤渣，滤液中加入2～10倍(优选4倍)体积的无水乙醇，于4℃冰箱静置沉淀过夜，过滤；savage法除去蛋白质，透析，冻干后获得杜仲多糖粗糖；采用DEAE离子交换树脂和凝胶色谱柱对所获的杜仲多糖粗糖进行纯化，收集馏出液，冻干后获得均一的杜仲多糖EUP3。所述生长因子为血小板衍生化生长因子，其优势就在于可以与所述多糖涂层特异性结合。本专利技术中，在所述基体表面上锚定氨基是通过，例如，等离子体处理法锚定氨基法，多巴胺共聚膜固定氨基法和硅烷偶联剂锚定法来实施的。本专利技术中，市场上使用的牙科金属材料都可以被用作本专利技术的基体。更优选地，所述基体为钛金属、铁、铬、镍或者它们的合金，因为其具有良好的生物相容性及适宜的硬度。根据本专利技术的另一方面，提供了一种含有可结合生长因子的多糖涂层的种植体的制备方法，所述方法包括如下步骤：1)在基体上锚定氨基；2)通过酰胺反应将可结合生长因子的多糖固定在基体表面上来形成可结合生长因子的多糖涂层。具体反应条件如下：配制2-(N-吗啉)乙磺酸(MES)的DMSO缓冲液使pH值控制为5.0，将过量的多糖充分溶解于所制备的MES的DMSO缓冲液溶液中，向所得的混合液中加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)及N-羟基丁二酰亚胺(NHS)搅拌至均匀分散，使多糖上的羧基充分被活化。将此混合溶液加入到盛放氨基锚定的钛片基体的反应容器(12孔细胞培养板)中充分浸没，于室温在摇床上反应过夜。取出反应后得到的种植体用单蒸水冲洗，干燥保存。优选地，所述步骤1)通过如下选自如下任意一种方法实施：a利用等离子体增强化学气相沉积设备在基体表面上锚定纳米厚度的含氨基的聚合物，优选地，其包括如下步骤a1)在真空环境下使用Ar气等离子体清洗，然后在等离子体增强化学气相沉积设备沉积形成丙烯胺的聚合物，优选厚度为5nm至50nm；b多巴胺共聚膜固定氨基优选地，其包括如下步骤：b1)将清洗过的基体浸入碱性多巴胺溶液，使多巴胺自发氧化共聚，随后，向溶液中加入多巴胺和聚乙烯亚胺的混合液，并反应；c硅烷偶联剂锚定法，优选地，其包括如下步骤：c1)通过氧气组分进行等离子体处理基体使其表面锚定羟基，然后使基体与含氨基的硅烷偶联剂反应。所述含氨基的硅烷偶联剂不受特别限定，只要其包含氨基即可，其实例为，例如(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷、N-氨乙基-3-氨丙基三乙氧基硅烷或N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷等。优选地，所述多糖可以是天然多糖，更优选地，所述多糖可以为杜仲多糖，例如，从杜仲树皮中得到的杜仲多糖。作为一个具体的实例，可以使用具有如下结构的杜仲多糖，其中包含可与氨基脱水发生缩合反应形成酰胺键的羧基。在本文中，其被称作杜仲3号多糖，编号为EUP3。分子量为Mw126.5KDa优选地，所述杜仲多糖EUP3采用以下方法制备：取杜仲树皮，粉碎，加入原料质量的5～20倍(优选10倍)去离子水进行提取，温度90～100℃，搅拌浸提3～4h，过滤分离滤渣，滤液中加入2～10倍(优选4倍)体积的无水乙醇，于4℃冰箱静置沉淀过夜，过滤；savage法除去蛋白质，透析，冻干后获得杜仲多糖粗糖；采用DEAE离子交换树脂和凝胶色谱柱对所获的杜仲多糖粗糖进行纯化，收集馏出液，冻干后获得均一的杜仲多糖EUP3。所述生长因子为血小板衍生化生长因子。本专利技术中，市场上使用的牙科金属材料都可以被用作本专利技术的基体。更优选地，所述基体为钛、铁、铬、镍或者它们的合金，因为其具有良好的生物相容性及适宜的硬度。本专利技术所述的含有可结合生长因子的多糖涂层的种植体具有如下效果：将可结合生长因子的多糖覆盖到经过一定处理的基体表面，所述多糖涂层可以结合血小板衍生化生长因子，富集骨缺损区域的生长因子并保持其生理活性和功能，从而实现种植体的早期骨整合，缩短骨缺损修复时间；该专利技术具有制备过程成熟可控，方便实现，能够达到显著优于目前临床广泛使用的种植体的成骨效果。附图说明图1显示细胞培养板、空白钛片和根据本专利技术的实施例1制备的可结合生长因子的多糖涂层的种植体对不同细胞毒性实验结果；图2显示对人骨髓来源间充质干细胞在空白钛片和根据本专利技术的实施例2制备的种植体(多糖涂层钛片)中的增殖实验结果，其中，*代表P<0.05；图3显示空白钛片、根据实施例1制备的种植体(多糖涂层钛片)、PDGF-BB孵育结合的空白钛片和PDGF-BB孵育结合的根据本专利技术实施例1制备的种植体(PDGF-BB孵育结合的多糖涂层钛片)对巨噬细胞诱导极化实验结果，其中，*代表P<0.05，**代表P<0.01，以及***代表P<0.001；图4显示空白钛片、根据实施例1制备的种植体(多糖涂层钛片)、PDGF-BB孵育结合的空白钛片和PDGF-BB孵育结合的根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含有可结合生长因子的多糖涂层的种植体，其包括：锚定了氨基的基体；和接枝到所述基体表面上的且具有可结合生长因子的多糖涂层。

【技术特征摘要】
1.一种含有可结合生长因子的多糖涂层的种植体，其包括：锚定了氨基的基体；和接枝到所述基体表面上的且具有可结合生长因子的多糖涂层。2.根据权利要求1所述的种植体，其中，所述多糖为天然多糖。3.根据权利要求1所述的种植体，其中，所述多糖为杜仲多糖。4.根据权利要求1所述的种植体，其中，所述生长因子为血小板衍生化生长因子。5.根据权利要求1所述的种植体，其中，所述基体为钛、铁、铬、镍或者它们的合金。6.一种用于制备根据权利要求1至5中任一项所述的含有可结合生长因子的多糖涂层的种植体的方法，所述方法包括如下步骤：1)在基体上锚定氨基；2)通过酰胺反应将可结合生长因子的多糖固定在基体表面上来形成可结合生长因子的多糖涂层。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述基体为钛、铁、铬、镍或者它们的合金。8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述步骤1)通过如下选自如下任意一种方法实施：a利用等离子体增强化学气相沉积设备在基体表面上锚定纳米厚度的含氨基的聚合物，优选地，其包括如下步骤a1)在真空环境下使用Ar气等离子体清洗，然后在等离子体增强化学气相沉积设备沉积形成丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春明，石雨琛，李秋，王一涛，
申请(专利权)人：澳门大学，
类型：发明
国别省市：中国澳门,82