一种抗炎抗氧化促成骨的纳米二氧化硅涂层及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种抗炎抗氧化促成骨的纳米二氧化硅涂层及其制备方法，该涂层由表没食子儿茶素没食子酸酯/聚乙烯亚胺诱导层和二氧化硅矿化层组成；表没食子儿茶素没食子酸酯/聚乙烯亚胺诱导层设置在基体和二氧化硅矿化层之间；二氧化硅矿化层通过静电层层自组装涂层在表没食子儿茶素没食子酸酯/聚乙烯亚胺诱导层表面。本发明专利技术还包括上述涂层的制备方法。本发明专利技术利用表没食子儿茶素没食子酸酯的粘附性能及其结构中儿茶酚与聚乙烯亚胺中胺基的化学反应，在支架表面获得带正电的表没食子儿茶素没食子酸酯/聚乙烯亚胺涂层，并利用静电层层自组装技术获得二氧化硅涂层，该涂层具有抗炎、抗氧化和促成骨功能，还具有不依赖材料表面性能的广谱粘附性。表面性能的广谱粘附性。

【技术实现步骤摘要】
一种抗炎抗氧化促成骨的纳米二氧化硅涂层及其制备方法


[0001]本专利技术属于生物医用材料
，具体涉及一种抗炎抗氧化促成骨的纳米二氧化硅涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]生物材料植入人体后，材料表面与周围组织环境之间会发生一系列相互作用。生物材料表面在人工植入材料对生物环境的响应中起着重要作用。生物材料的功效主要取决于它的表面性质，包括表面形貌、微观结构和组分等。这些特性改变了蛋白的吸附，进而介导了细胞粘附。基于此，表面改性已被广泛用于植入材料的设计，为进一步改善组织与植入材料界面的相互作用。无机纳米结构的组装已经成为新一代表面改性策略之一，这种改性方式可以同时改变植入材料表面形貌和化学性质。作为物理诱导信号，材料表面拓扑形貌有利于细胞的早期粘附，继而影响细胞的增殖和分化过程。作为化学诱导信号，材料表面无机离子的释放能有效刺激细胞胞内信号转导，激活胞内信号级联，进而促进细胞增殖和分化等生物学行为。因此表面具有无机纳米结构的生物材料，包括陶瓷、金属和聚合物将具有更好的生物活性。然而，目前的材料表面改性技术仅针对特定材料的表面，阻碍了这种改性技术在临床实验中的发展。采用有机
‑
无机杂化纳米材料涂层结合了有机和无机材料优势，在不同性质的基底材料上具有普适性，有望成为一种用于不同材料表面制备具有多种功能和生物相容性的材料涂层技术。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供一种抗炎抗氧化促成骨的纳米二氧化硅涂层及其制备方法，利用表没食子儿茶素没食子酸酯的粘附性能及其结构中儿茶酚与聚乙烯亚胺中胺基的化学反应，在支架表面获得带正电的表没食子儿茶素没食子酸酯/聚乙烯亚胺涂层，并利用静电层层自组装技术获得二氧化硅涂层，该涂层具有抗炎、抗氧化和促成骨功能，还具有不依赖材料表面性能的光谱粘附性。
[0004]为实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种抗炎抗氧化促成骨的纳米二氧化硅涂层，由表没食子儿茶素没食子酸酯/聚乙烯亚胺诱导层和二氧化硅矿化层组成；
[0005]表没食子儿茶素没食子酸酯/聚乙烯亚胺诱导层设置在基体和二氧化硅矿化层之间；
[0006]二氧化硅矿化层通过静电层层自组装涂层在表没食子儿茶素没食子酸酯/聚乙烯亚胺诱导层表面。
[0007]进一步，表没食子儿茶素没食子酸酯/聚乙烯亚胺诱导层和二氧化硅矿化层相互堆叠重复次数为1
‑
20次。
[0008]进一步，表没食子儿茶素没食子酸酯/聚乙烯亚胺诱导层和二氧化硅矿化层相互堆叠重复次数为3
‑
10次。
[0009]进一步，抗炎抗氧化促成骨的纳米二氧化硅涂层厚度为0.1
‑
20μm。
[0010]进一步，抗炎抗氧化促成骨的纳米二氧化硅涂层厚度为1
‑
3μm。
[0011]进一步，基体为金属、陶瓷或聚合物。
[0012]上述抗炎抗氧化促成骨的纳米二氧化硅涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0013](1)在室温下将表没食子儿茶素没食子酸酯和聚乙烯亚胺加入到Tris
·
盐酸缓冲液混匀，得混合溶液；
[0014](2)将基体置于步骤(1)所得混合溶液中浸泡2
‑
6h，取出后去离子水冲洗，干燥，得表面具有表没食子儿茶素没食子酸酯/聚乙烯亚胺涂层的材料；
[0015](3)将四甲氧基硅烷加入到盐酸溶液中，磁力搅拌10
‑
60min，得四甲氧基硅烷水解溶液；
[0016](4)将步骤(2)所得表面具有表没食子儿茶素没食子酸酯/聚乙烯亚胺涂层的材料置于步骤所得(3)四甲氧基硅烷水解溶液浸泡2
‑
6h，取出后去离子水冲洗，干燥，得表面载有1个循环的抗炎抗氧化促成骨的纳米二氧化硅涂层(E/P/Si)1；
[0017](5)重复步骤(2)和(4)，得多个循环的抗炎抗氧化促成骨的纳米二氧化硅涂层。
[0018]进一步，室温温度为20
‑
37℃。
[0019]进一步，步骤(1)中，表没食子儿茶素没食子酸酯在Tris
·
盐酸缓冲液中浓度固定，为0.5
‑
5mg/mL。
[0020]进一步，步骤(1)中，表没食子儿茶素没食子酸酯在Tris
·
盐酸缓冲液中浓度固定，为1mg/mL。
[0021]进一步，步骤(1)中，表没食子儿茶素没食子酸酯和聚乙烯亚胺质量浓度比为1:0.1
‑
6。
[0022]进一步，步骤(1)中，表没食子儿茶素没食子酸酯和聚乙烯亚胺质量浓度比为1:0.5
‑
4。
[0023]进一步，步骤(1)中，Tris
·
盐酸缓冲液摩尔浓度为10
‑
100mM，pH值为7.5
‑
9。
[0024]进一步，步骤(1)中，Tris
·
盐酸缓冲液摩尔浓度为50mM，pH值为8.5。
[0025]进一步，步骤(3)中，四甲氧基硅烷和盐酸溶液体积比为0.1
‑
1:10，盐酸溶液摩尔浓度为0.5
‑
5mM。
[0026]进一步，步骤(3)中，四甲氧基硅烷和盐酸溶液体积比为0.3
‑
0.6:10，盐酸溶液摩尔浓度为1mM。
[0027]综上所述，本专利技术具备以下优点：
[0028]1、本专利技术首先将表没食子儿茶素没食子酸酯和聚乙烯亚胺通过简单共混的方式结合在材料表面，表没食子儿茶素没食子酸酯是绿茶茶多酚的主要组成成分，由于其结构中丰富的儿茶酚基团，展现出类似贻贝不依赖于材料表面性质的强粘附性；聚乙烯亚胺富含大量的胺基，是一种聚阳离子电解质，能仿生硅藻中的长链聚胺诱导硅酸沉积。基于此，本专利技术利用表没食子儿茶素没食子酸酯的粘附性能及其结构中儿茶酚与聚乙烯亚胺中胺基的化学反应，在支架表面获得带正电的表没食子儿茶素没食子酸酯/聚乙烯亚胺涂层；进一步利用静电层层自组装技术，诱导带负电的硅醇基团沉积到支架表面，从而获得二氧化硅涂层。此外，表没食子儿茶素没食子酸酯具有抗炎和抗氧化性能，结合支架表面有机分子与无机纳米结构的生物学功能，获得本专利技术的目标涂层，该涂层具有抗炎、抗氧化和促成骨
功能，还具有不依赖材料表面性能的广谱粘附性。
[0029]2、相比于现有的通过层层自组装技术对材料表面改性的方法，本专利技术的自组装技术中采用的表没食子儿茶酸没食子酸酯具有类似贻贝的儿茶酚结构，在弱碱性条件下接触空气时，可以在任何固体表面氧化聚合并形成涂层，基于表没食子儿茶酸没食子酸酯广谱粘附性可在任意基底的表面制备纳米二氧化硅涂层。
[0030]3、相较于传统的无机纳米结构涂层，本专利技术的纳米二氧化硅涂层结合了有机分子及无机纳米结构特征赋予材料多种生物学功能，其中表没食子儿茶酸没食子酸酯是绿茶茶多酚的主要成分，具有抗炎本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗炎抗氧化促成骨的纳米二氧化硅涂层，其特征在于，由表没食子儿茶素没食子酸酯/聚乙烯亚胺诱导层和二氧化硅矿化层组成；所述表没食子儿茶素没食子酸酯/聚乙烯亚胺诱导层设置在基体和二氧化硅矿化层之间；所述二氧化硅矿化层通过静电层层自组装涂层在所述表没食子儿茶素没食子酸酯/聚乙烯亚胺诱导层表面。2.如权利要求1所述的抗炎抗氧化促成骨的纳米二氧化硅涂层，其特征在于，所述表没食子儿茶素没食子酸酯/聚乙烯亚胺诱导层和二氧化硅矿化层相互堆叠重复次数为1
‑
20次。3.如权利要求1所述的抗炎抗氧化促成骨的纳米二氧化硅涂层，其特征在于，所述表没食子儿茶素没食子酸酯/聚乙烯亚胺诱导层和二氧化硅矿化层相互堆叠重复次数为3
‑
10次。4.如权利要求1所述的抗炎抗氧化促成骨的纳米二氧化硅涂层，其特征在于，所述抗炎抗氧化促成骨的纳米二氧化硅涂层厚度为0.1
‑
20μm。5.如权利要求1所述的抗炎抗氧化促成骨的纳米二氧化硅涂层，其特征在于，所述基体为金属、陶瓷或聚合物。6.权利要求1
‑
5任一项所述的抗炎抗氧化促成骨的纳米二氧化硅涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在室温下将表没食子儿茶素没食子酸酯和聚乙烯亚胺加入到Tris
·
盐酸缓冲液混匀，得混合溶液；(2)将基体置于步骤(1)所得混合溶液中浸泡2
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6h，取出后去离子水冲洗，干燥，得表面具有表没食子儿茶素没食子酸酯/聚乙烯亚胺涂层的材料；(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉宝，肖诗琦，李吉东，左奕，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：