【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于医用器械，尤其涉及一种ros响应微纳结构钛植入物纳米涂层及其制备方法与应用。
技术介绍
1、全关节置换术被认为是治疗严重关节疾病最成功的手术之一，然而，对于关节置换术后患者，人工关节假体的长期运动和磨损可能会产生大量磨损颗粒，如钛及超高分子量聚乙烯(uhmwpe)颗粒等等。同时，由于材料科学的发展，聚乙烯内衬在膝关节假体中的应用目前在临床实践中不可避免。因此，uhmwpe颗粒不可避免地在骨-种植体界面周围聚集，严重影响人工关节的使用寿命，最终导致假体无菌性松动，需要进行翻修手术。
2、由于周围细胞对累积的uhmwpe颗粒的氧化应激反应，假体周围微环境中活性氧(ros)水平显著升高，这不仅促进破骨细胞的形成，还会阻碍骨髓间充质干细胞(bmscs)向成骨细胞的分化，加速假体周围骨溶解的发生。新型二维纳米nb2c mxene纳米片通过其表面丰富的氧化空位及还原特性，表现出自发吸收ros的能力，将为骨溶解的预防与治疗提供新的策略。
3、钛及钛合金通常用作植入物材料，但其缺乏促进假体-骨界面骨整合的生物学功能。现有技术中利用表面的物理学改性逐渐成为研究热点，而对其表面微纳结构形貌及表面修饰的协同开发，达到抑制骨溶解和促进骨整合的钛植入物还未见报道。
4、因此，如何提供一种抑制骨溶解和促进骨整合的钛植入物是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种ros响应微纳结构钛植入物纳米涂层及其制备方法
2、为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
3、一种ros响应微纳结构钛植入物纳米涂层，由微纳结构植入物表面的硫醚酮多巴胺分子涂层与巨噬细胞靶向功能化nb2c mxene纳米片自组装得到。
4、有益效果：本专利技术中的纳米涂层在制备过程中的自组装过程为利用硫醚酮多巴胺分子涂层中的邻苯二酚基团的粘附作用将巨噬细胞靶向功能化nb2cmxene纳米片固定在微纳结构钛植入物表面。所得ros响应微纳结构钛植入物纳米涂层可响应裂解于假体周围骨溶解衍生的高ros环境，实现同时预防假体周围骨溶解和促进骨整合。
5、优选的，所述巨噬细胞靶向功能化nb2c mxene纳米片由磷脂酰丝氨酸与聚乙烯亚胺通过静电吸附包裹nb2c mxene获得。
6、更为优选的，所述巨噬细胞靶向功能化nb2c mxene纳米片的制备方法包括以下步骤：
7、将nb2alc在氢氟酸溶液中刻蚀48h，然后在四甲基氢氧化铵溶液中剥离分层，经100w超声后，离心并用去离子水洗涤后得到单层nb2c纳米片分散液，随后在磁力搅拌下加入聚乙烯亚胺(pei)溶液进行反应，反应结束后离心，将所得沉淀分散于乙醇溶液中，再加入磷脂酰丝氨酸(ps)氯仿溶液混合均匀，最后经真空干燥挥发溶剂，得到沉淀物后洗涤、干燥，即所述巨噬细胞靶向功能化nb2c mxene纳米片。
8、更为优选的，所述氢氟酸溶液的浓度为9mol/l；
9、所述nb2c纳米片分散液、聚乙烯亚胺溶液、磷脂酰丝氨酸氯仿溶液的添加量之比为1：1：10。
10、所述nb2c纳米片分散液的浓度为2mg/ml；
11、所述聚乙烯亚胺溶液的浓度为5mg/ml；
12、所述磷脂酰丝氨酸氯仿溶液的浓度为10mg/ml。
13、更为优选的，所述搅拌的时间为15-45min，优选为30min。
14、所述离心转速为8000-12000rpm，离心时间为5-10min。
15、所述洗涤为利用无水乙醇冲洗，所述洗涤的次数为2-5次。
16、有益效果：本专利技术中的巨噬细胞靶向功能化nb2c mxene纳米片的制备以实现更优的巨噬细胞靶向作用，从而减轻nb2c mxene纳米片对骨组织中其他细胞的副作用并增强抑制破骨细胞生成的能力。采用静电吸附自组装策略，并调整nb2c纳米片分散液、聚乙烯亚胺溶液、磷脂酰丝氨酸氯仿溶液的添加量之比为1：1：10，以实现最优的巨噬细胞靶向功能化nb2c mxene纳米片产率。
17、优选的，所述微纳结构植入物包括钛或钛合金，且在1064nm激光表面直写技术(lsdw)下进行处理获得。
18、有益效果：本专利技术采用钛或钛合金微纳结构植入物，充分利用钛或钛合金在体内的生物惰性和生物相容性，同时具备出色的机械强度。这种植入物在骨科领域表现出色，已被广泛应用于临床实践。经1064nm激光表面直写技术后产生的微纳结构不仅增强了植入物的表面生物相容性，促进了细胞黏附和增生，还提高了植入物与周围骨组织的结合力，加速骨愈合过程。
19、一种ros响应微纳结构钛植入物纳米涂层的制备方法，包括以下步骤：
20、将微纳结构植入物浸泡在硫醚酮多巴胺溶液中，洗涤后再于搅拌条件下加入巨噬细胞靶向功能化nb2c mxene纳米片溶液进行反应，反应结束后清洗、干燥，即得所述ros响应微纳结构钛植入物纳米涂层。
21、有益效果：本专利技术制备的ros响应微纳结构钛植入物纳米涂层具有优异的生物相容性和生物活性。其硫醚酮多巴胺分子涂层能够响应ros的变化，实现智能释放nb2c mxene纳米片的过程。同时，通过靶向功能化nb2c mxene纳米片的引入，使植入物具备优越的巨噬细胞靶向性，有助于改善组织相容性，减轻炎症反应。这一创新性方法为提高植入物的生物适应性和治疗效果提供了新的途径。
22、优选的，所述硫醚酮多巴胺分子由ros敏感硫醚酮的羟基与具有邻苯二酚粘附作用的多巴胺的羧基通过脱水缩合而得；
23、所述ros敏感硫醚酮与多巴胺的摩尔质量比为1：2；
24、优选的，所述硫醚酮多巴胺溶液的浓度为1-5mg/ml，更优选为2mg/ml；
25、所述巨噬细胞靶向功能化nb2c mxene纳米片溶液的浓度为1-3mg/ml，更优选为2mg/ml。
26、有益效果：本专利技术中优选的硫醚酮多巴胺分子展现出优异的ros响应性与邻苯二酚粘附作用，硫醚酮多巴胺溶液和nb2c mxene溶液的浓度选择，使得植入物表面均匀覆盖、相互配合。通过合理的配比和浓度选择，这不仅提高了涂层的附着性和稳定性，还优化了反应条件，确保了制备过程的高效性和可重复性，为制备高性能ros响应微纳结构钛植入物纳米涂层奠定了坚实基础。
27、优选的，所述浸泡的时间为18-30h，优选为24h；
28、优选的，所述反应的时间为18-30h，优选为24h；
29、优选的，所述清洗为利用无水乙醇进行洗涤；
30、所述清洗的次数为2-5次。
31、有益效果：本专利技术中优选的浸泡和反应时间确保了硫醚酮多巴胺分子与nb2cmxene纳米片充分反应，实现了涂层的均匀、稳定的形成。通过选择优化的清洗剂为无水乙醇，并控制清洗的次数在2-5次之间，有效去除了潜在的残留物，保障了植入物表面的洁本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种ROS响应微纳结构钛植入物纳米涂层，其特征在于，由微纳结构植入物表面的硫醚酮多巴胺分子涂层与巨噬细胞靶向功能化Nb2C MXene纳米片自组装得到。
2.根据权利要求1所述的一种ROS响应微纳结构钛植入物纳米涂层，其特征在于，所述巨噬细胞靶向功能化Nb2C MXene纳米片由磷脂酰丝氨酸与聚乙烯亚胺通过静电吸附包裹Nb2C MXene获得。
3.根据权利要求1所述的一种ROS响应微纳结构钛植入物纳米涂层，其特征在于，所述微纳结构植入物包括钛或钛合金，且在1064nm激光表面直写技术下进行处理获得。
4.如权利要求1-3任一项所述的一种ROS响应微纳结构钛植入物纳米涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种ROS响应微纳结构钛植入物纳米涂层的制备方法，其特征在于，所述硫醚酮多巴胺分子由ROS敏感硫醚酮的羟基与具有邻苯二酚粘附作用的多巴胺的羧基通过脱水缩合而得；
6.根据权利要求4所述的一种ROS响应微纳结构钛植入物纳米涂层的制备方法，其特征在于，所述硫醚酮多巴胺溶液的浓度为1-5mg/
7.根据权利要求4所述的一种ROS响应微纳结构钛植入物纳米涂层的制备方法，其特征在于，所述浸泡的时间为18-30h；
8.根据权利要求4所述的一种ROS响应微纳结构钛植入物纳米涂层的制备方法，其特征在于，所述清洗为利用无水乙醇进行洗涤；
9.如权利要求1-3任一项所述的一种ROS响应微纳结构钛植入物纳米涂层在制备人工植入物中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述人工植入物为抑制骨溶解、促骨整合的人工植入物。
...【技术特征摘要】
1.一种ros响应微纳结构钛植入物纳米涂层，其特征在于，由微纳结构植入物表面的硫醚酮多巴胺分子涂层与巨噬细胞靶向功能化nb2c mxene纳米片自组装得到。
2.根据权利要求1所述的一种ros响应微纳结构钛植入物纳米涂层，其特征在于，所述巨噬细胞靶向功能化nb2c mxene纳米片由磷脂酰丝氨酸与聚乙烯亚胺通过静电吸附包裹nb2c mxene获得。
3.根据权利要求1所述的一种ros响应微纳结构钛植入物纳米涂层，其特征在于，所述微纳结构植入物包括钛或钛合金，且在1064nm激光表面直写技术下进行处理获得。
4.如权利要求1-3任一项所述的一种ros响应微纳结构钛植入物纳米涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种ros响应微纳结构钛植入物纳米涂层的制备方...
【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，李世硕，李宁波，满振涛，柏亮杰，刘嘉宁，
申请(专利权)人：山东第一医科大学附属省立医院山东省立医院，
类型：发明
国别省市：
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