内植入物表面改性材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于新材料技术领域，尤其涉及内植入物表面改性材料及其制备方法和应用。内植入物表面改性材料的制备方法，包括下述步骤合成QCS

【技术实现步骤摘要】
内植入物表面改性材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及新材料
，尤其涉及内植入物表面改性材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]成功的骨科种植体植入后应避免并发症的发生。Goodman(GoodmanSB，Biomaterials2013,34(13):3174
‑
3183)提出骨科生物涂层植入物在涂料方向未来重点提高骨整合，减少慢性炎症反应。
[0003]总之，对骨科内植入表面功能化改性不仅要抑制植入物周围炎症反应，还需提高植入物骨整合能力，骨修复植入材料的体外实验大多局限于促进成骨性能研究，但机体对假体的反应是非常复杂的，有些修饰的骨科假体体外实验促进成骨效果较好，但体内骨整合实验却不太理想，主要原因在于体外很难模拟一个体内环境。机体对内植物的炎症反应被认为影响假体体内性能的重要因素，基于此生物材料的设计应该避免宿主的炎症免疫反应。宿主对内植物的炎症反应能够很大程度上影响内植物在体内的性能尤其是骨整合，也即是骨髓间充质干细胞成骨分化。
[0004]骨科内植入物的表面涂层材料是常用的生物材料，但是目前的涂层材料功能比较单一，对于创伤引起的感染性骨缺损等缺乏很好的治疗效果，同时具有抗菌成骨、成血管、细胞粘附以及抗氧化作用的涂层还比较少。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提供内植入物表面改性材料及其制备方法和应用，主要为了解决现有技术涂层功能单一、对于引起感染性骨缺损治疗效果不佳、不具有抗菌成骨和细胞粘附作用的改性材料。/>[0006]为了解决上述问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]内植入物表面改性材料制备方法，包括下述步骤
[0008]合成QCS
‑
GO：由QCS和GO偶联制备；
[0009]合成QCS
‑
GO
‑
PDA：
[0010]合成QCS
‑
GO所得产物悬浮液离心，收集上清液，加入多巴胺、EDC和NHS，调至酸性，
[0011]透析，
[0012]加入多巴胺，至碱性，透析，冷冻干燥，得到QCS
‑
GO
‑
PDA。
[0013]一些方式中，合成季铵化壳聚糖步骤包括：
[0014]壳聚糖和甘油基三甲基氯化铵形成混合溶液，
[0015]回流搅拌，
[0016]所述产物在蒸馏水中用透析膜透析，对透析后的产物冷冻干燥得季铵化壳聚糖。
[0017]一些方式中，合成季铵化壳聚糖中：回流搅拌温度为80
‑
85℃；使用1.4
×
103Da的透析膜透析。
[0018]一些方式中，合成QCS
‑
GO步骤包括：
[0019]用1
‑
乙基
‑3‑
(3
‑
二甲氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和n
‑
羟基琥珀酰亚胺作为偶联试剂，由QCS和GO偶联制备；
[0020]GO和QCS配比为1：5。
[0021]一些方式中，合成QCS
‑
GO
‑
PDA时，加入多巴胺、EDC和NHS，调ph＝4
‑
5，在保护气体中反应。
[0022]一些方式中，合成QCS
‑
GO
‑
PDA时，保护气体为氮气。
[0023]一些方式中，在合成QCS
‑
GO
‑
PDA中，
[0024]多巴胺与氧化石墨烯等质量或者相对于氧化石墨烯过量，
[0025]EDC与DA的摩尔比为1:5，NHS与EDC的摩尔比是1：1.2。
[0026]一些方式中，合成QCS
‑
GO
‑
PDA时，
[0027]加入多巴胺，pH调成8
‑
9，优选8.5；
[0028]透析使用1.4
×
103Da的透析膜透析；
[0029]冷冻干燥前，透析至无色。
[0030]表面改性材料，包含有前述的内植入物表面改性材料；优选的，所述内植入物表面改性材料附着到PLA/HA支架表面。
[0031]骨科内植入物，包括PLA/HA支架，所述PLA/HA支架表面附着有前述的内植入物表面改性材料。
[0032]表面改性材料在制备内植入物中的应用；优选的，其应用方式为作为内植入物的表面改性材料，其使用浓度为50μg/ml。
[0033]本专利技术的有益效果是：
[0034]具有抗菌，成骨及促进细胞粘附的作用，可以有效固定在内植入物表面，进行功能化改性，防止感染，促进感染性骨折和骨缺损的愈合。涂层材料具有多功能，对于创伤引起的感染性骨缺损等具有很好的治疗效果，同时具有抗菌成骨和细胞粘度作用。
附图说明
[0035]图1为针对不同比例GO、QCS合成的QCS
‑
GO
‑
PDA效果研究；
[0036]图2为针对不同比例GO、QCS合成的QCS
‑
GO
‑
PDA进行效果研究；
[0037]图3为针对不同比例GO、QCS合成的QCS
‑
GO
‑
PDA进行细胞增殖效果研究；
[0038]图4为针对QCS、QCS
‑
GO、QCS
‑
GO
‑
PDA与MC3T3
‑
E1进行成骨诱导效果研究；
[0039]图5为针对QCS
‑
GO
‑
PDA使用后铺展及粘附性效果研究；
[0040]图6为QCS、QCS
‑
GO、QCS
‑
GO
‑
PDA不同组氧化刺激后RAW264.7巨噬细胞内的ROS水平(对照组Control无H2O2刺激)；
[0041]图7为金黄色葡萄球菌在未经处理的对照组以及QCS，QCS
‑
GO，QCS
‑
GO
‑
PDA以50μg/mL的浓度下作用2h后的生物电镜(BIOSEM)微观图像；
[0042]图8为QCS，QCS
‑
GO，QCS
‑
GO
‑
PDA以50μg/mL的浓度与RAW264.7巨噬细胞共培养3天后的CD206、F4/80的免疫荧光染色；
[0043]图9为50μg/mL浓度的QCS，QCS
‑
GO，QCS
‑
GO
‑
PDA处理的血管内皮细胞在6h、12h、24h、48h的划痕迁移分析；
[0044]图10为A.50μg/mL浓度的QCS，QCS
‑
GO，QCS
‑
GO
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.内植入物表面改性材料制备方法，其特征在于，包括下述步骤合成QCS
‑
GO：由QCS和GO偶联制备；合成QCS
‑
GO
‑
PDA：合成QCS
‑
GO所得产物悬浮液离心，收集上清液，加入多巴胺、EDC和NHS，调至酸性，透析，加入多巴胺，调至碱性，透析，冷冻干燥，得到QCS
‑
GO
‑
PDA。2.根据权利要求1所述的内植入物表面改性材料制备方法，其特征在于，合成季铵化壳聚糖步骤包括：壳聚糖和甘油基三甲基氯化铵形成混合溶液，回流搅拌，所述产物在蒸馏水中用透析膜透析，对透析后的产物冷冻干燥得季铵化壳聚糖。3.根据权利要求2所述的内植入物表面改性材料制备方法，其特征在于，合成季铵化壳聚糖中：回流搅拌温度为80
‑
85℃；使用1.4
×
103Da的透析膜透析。4.根据权利要求1所述的内植入物表面改性材料制备方法，其特征在于，合成QCS
‑
GO步骤包括：用1
‑
乙基
‑3‑
(3
‑
二甲氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和n
‑
羟基琥珀酰亚胺作为偶联试剂，由QCS和GO偶联制备；GO和QCS配比为1：5。5.根据权利要求1所述的内植入物表面改性材料制备方法，其特征在于，合成QCS

【专利技术属性】
技术研发人员：薛航，刘国辉，熊元，米博斌，
申请(专利权)人：华中科技大学同济医学院附属协和医院，
类型：发明
国别省市：