一种表面改性复合多孔支架材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种表面改性复合多孔支架材料及其制备方法与应用。本发明专利技术的表面改性复合多孔支架材料的制备方法包括以下步骤：步骤S1、获取多孔支架并进行磺化处理，得到磺化支架；步骤S2、将所述磺化支架置于多巴胺溶液或聚多巴胺溶液中处理，得到多巴胺涂覆支架或聚多巴胺涂覆支架；步骤S3、将所述多巴胺涂覆支架或聚多巴胺涂覆支架置于载药的锶掺杂生物玻璃微球分散液中进行改性处理，即得表面改性复合多孔支架材料；所述多孔支架为多孔聚醚醚酮支架或多孔聚醚酮酮支架。采用本发明专利技术方法制得的支架材料具有仿骨小梁结构，且能够促进颅骨缺损修复并降低促炎因子分泌，在医用材料技术领域具有很好的应用前景。术领域具有很好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种表面改性复合多孔支架材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及材料
，尤其是涉及一种表面改性复合多孔支架材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]生物材料植入体内后，免疫细胞与材料表面相互作用，引发一系列炎症反应。在各种免疫细胞中，巨噬细胞可以释放一系列细胞因子和生长因子，在宿主免疫应答中发挥重要作用。巨噬细胞分为促炎性M1表型和抗炎M2表型。一般情况下，巨噬细胞在PEEK表面上持续存在促炎M1表型，导致巨噬细胞融合成多核巨细胞，并增加了纤维化增强细胞因子的释放，促进纤维包裹的形成。相反，短暂和适当的炎症反应(M1极化)，然后及时切换到M2表型，释放细胞因子和趋化因子来调节炎症，将有助于种植体的骨修复作用。
[0003]相关技术中，为了调节植入生物材料引起的炎症反应，通常在植入物表面修饰白介素
‑
4(IL
‑
4)细胞因子，促进巨噬细胞向M2表型极化；或将CD47蛋白(自身标记物)共价固定在材料表面，以保护植入物不被宿主免疫系统识别，虽然这在一定程度上降低了炎症反应，但这些方法存在工艺复杂、成本高、保质期短等缺点。
[0004]因此，需要寻求一种有效降低炎症反应，且具有修复骨缺损功能的复合材料。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出了一种表面改性复合多孔支架材料及其制备方法与应用，该表面改性复合多孔支架材料不仅可以促进rBMSCs的黏附和增殖、上调rBMSCs的碱性磷酸酶活性和成骨相关基因的表达，还可以抑制表面巨噬细胞向M1型极化、降低促炎因子的分泌，并诱导巨噬细胞向M2型极化、上调抗炎因子的分泌。
[0006]本专利技术提出了一种表面改性复合多孔支架材料。
[0007]本专利技术提出了一种表面改性复合多孔支架材料在修复骨缺损的材料中的应用。
[0008]本专利技术提出了一种表面改性复合多孔支架材料在制备抗炎材料中的应用。
[0009]本专利技术的第一方面，提供了一种表面改性复合多孔支架材料的制备方法，包括以下步骤：
[0010]步骤S1、获取多孔支架并进行磺化处理，得到磺化支架；
[0011]步骤S2、将所述磺化支架置于多巴胺溶液或聚多巴胺溶液中处理，得到多巴胺涂覆支架或聚多巴胺涂覆支架；
[0012]步骤S3、将所述多巴胺涂覆支架或聚多巴胺涂覆支架置于载药的锶掺杂生物玻璃微球分散液中进行改性处理，即得表面改性复合多孔支架材料；
[0013]所述多孔支架为多孔聚醚醚酮支架或多孔聚醚酮酮支架。
[0014]根据本专利技术实施例的制备方法，至少具有如下有益效果：
[0015](1)本专利技术通过浓硫酸的磺化作用对多孔支架进行表面改性，构建三维多孔微纳
米结构，然后再利用多巴胺或聚多巴胺的粘接性能以及载药的锶掺杂生物玻璃微球(A
‑
SrBG)的改性处理，制备了A
‑
SrBG涂层改性的多孔ADSP支架。该支架具有相互贯通的大孔结构和表面三维多孔结构，且亲水性和体外矿化能力显著提高。
[0016](2)本专利技术的磺化处理步骤简单，不需要专门的容器和设备，成本节约，且采用本专利技术磺化处理得到的三维多孔结构磺化支架具有类骨小梁结构。
[0017](3)在本专利技术中，A
‑
SrBG涂层中的Sr
2+
除了具有良好的生物诱导活性外，还能够通过拮抗M1型巨噬细胞的促炎作用，发挥抗炎作用。
[0018]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S1中，所述多孔支架采用熔融沉积法制备得到。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，所述熔融沉积法制备的参数为：喷头温度400～500℃，热床温度120～180℃，腔体温度80～100℃，喷嘴直径350～450μm，线间距350～450μm，打印速率15～25mm/min。
[0020]优选地，所述熔融沉积法制备的参数为：喷头温度450℃，热床温度150℃，腔体温度90℃，喷嘴直径400μm，线间距400μm，打印速率20mm/s。
[0021]本专利技术熔融沉积法制得的多孔支架相对于传统粒子浸出法制得的多孔支架力学性能更好，且制备过程中不需要提前制造模具；其次，本专利技术熔融沉积法制得的多孔支架的外表和内部结构均可任意塑形，能够针对病人患者的个体差异，定制不同形状、不同孔隙率、不同孔型的骨修复支架，从而达到个性化治疗的目的。
[0022]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S1中，所述多孔支架的孔隙率为48～55％；
[0023]优选地，步骤S1中，所述多孔支架的孔隙率为52％；
[0024]在本专利技术的一些实施方式中，采用熔融沉积法制备得到多孔支架后，还需进行清洗；
[0025]优选地，所述清洗包括依次使用丙酮、乙醇和蒸馏水对多孔支架进行超声清洗；
[0026]优选地，所述清洗的时间为20～40min。
[0027]在本专利技术的一些实施方式中，所述磺化处理的具体方法为：将所述多孔支架置于浓硫酸中处理，清洗后再进行水热处理，干燥即可；
[0028]优选地，所述浓硫酸的质量分数为95～98％；
[0029]优选地，所述浓硫酸的质量分数为98％。
[0030]优选地，所述处理的时间为4～8min；
[0031]优选地，所述水热处理的温度为95～110℃；
[0032]优选地，所述水热处理的时间为3～5h；
[0033]优选地，所述干燥的温度为55～60℃。
[0034]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S2中，所述多巴胺溶液或聚多巴胺溶液的质量浓度为1～5mg/mL。
[0035]在本专利技术的一些实施方式中，所述载药的锶掺杂生物玻璃微球分散液的质量浓度为8～12mg/mL；
[0036]优选地，所述载药的锶掺杂生物玻璃微球分散液的质量浓度为10mg/mL。
[0037]在本专利技术的一些实施方式中，所述载药的锶掺杂生物玻璃微球的直径为150～250nm；
[0038]优选地，所述载药的锶掺杂生物玻璃微球的直径为180～220nm。
[0039]将载药的锶掺杂生物玻璃微球负载于复合材料表面，更有利于调控免疫细胞的功能、提高材料与骨组织的骨整合性。
[0040]本专利技术的第二方面，提供了一种表面改性复合多孔支架材料，由上述的制备方法制得。
[0041]根据本专利技术实施例的表面改性复合多孔支架材料，至少具有如下有益效果：
[0042](1)本专利技术的表面改性复合多孔支架材料不仅能可以促进rBMSCs的黏附、增殖，上调rBMSCs的ALP活性和成骨相关基因的表达，还可以抑制表面巨噬细胞向M1型极化、降低促炎因子的分泌，并诱导巨噬细胞向M2型极化、上调抗炎因子的分泌。
[0043](2)本专利技术的表面改性复合多孔支架材料既能够诱导巨噬细胞的分泌产物，还可以促进成骨细胞分化，此外，该支架材料可以通过MAPK本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种表面改性复合多孔支架材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、获取多孔支架并进行磺化处理，得到磺化支架；步骤S2、将所述磺化支架置于多巴胺溶液或聚多巴胺溶液中处理，得到多巴胺涂覆支架或聚多巴胺涂覆支架；步骤S3、将所述多巴胺涂覆支架或聚多巴胺涂覆支架置于载药的锶掺杂生物玻璃微球分散液中进行改性处理，即得表面改性复合多孔支架材料；所述多孔支架为多孔聚醚醚酮支架或多孔聚醚酮酮支架。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述多孔支架采用熔融沉积法制备得到。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述熔融沉积法制备的参数为：喷头温度400～500℃，热床温度120～180℃，腔体温度80～100℃，喷嘴直径350～450μm，线间距350～450μm，打印速率15～25mm/min。4.根据权利要求1所述的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴钊英，赵蒙恩，张超，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：