[发明专利]一种负载生物活性因子的仿生涂层制备方法

说明书

技术领域

本发明属于医用材料制造技术领域，涉及一种负载生物活性因子的仿生涂层制备方法，尤其涉及一种具有生物活性因子缓释功能的仿生涂层制备方法，是牙科钛种植体表面生物活化改性的处理方法。通过该方法在种植体表面构建的仿生涂层模拟了天然胞外基质的组织形式，既有生物大分子子构成其主体结构又负载了能调节细胞行为的生物活性因子，通过该涂层实现的一种或多种生物活性因子的缓释效应能促进种植体与骨组织之间的快速骨整合，也有利于种植体的长期稳定性。

背景技术

由Branemark教授提出的骨整合(Osteointegration )理论是口腔种植领域的核心理论。种植体与周围骨组织实现骨性结合是是评价种植成功与否的重要标准之一。为了达到这一标准，许多学者在种植材料及表面处理方面做了大量的工作。这些种植体表面处理方法的实施，其基本原理都是通过干预种植体周围组织修复愈合的过程，来加快种植体周围骨组织的形成速度，从而缩短种植义齿的治疗周期。种植体植入体内到实现与周围骨组织的骨性结合一般会经历成骨源性细胞的募集、粘附、增殖和分化，最后是钙盐的沉积和骨质矿化成熟的过程。种植体与血液接触后在其表面吸附形成的蛋白层对成骨源性细胞对种植体表面的识别与粘附有重要作用，而成骨源性细胞的募集，增殖和分化以及随后的钙盐沉积过程受到种植体周围局部成骨微环境的影响，包括局部生物活性因子的种类和浓度等。基于对种植体周围组织修复愈合过程了解的加深，以及对于细胞在基底表面的粘附机制和生物活性分子在调节细胞分化和组织重建方面作用的最新认识，将有机分子引入种植体表面成为近年来种植体表面改性方法研究中的热点问题。一方面，这些有机分子模拟了胞外基质的主要成分，为成骨源性细胞在种植体表面生长提供了有利的环境；另一方面，选择性的使用一些已知功能的生物活性因子，特别是具有显著促进细胞和骨组织反应功能的生长因子，能更加有效的调节和控制种植体周围的组织愈合过程。

将有机分子引入种植体表面的方法也被称之为表面生化改性。种植体表面生化改性中涉及的有机分子包括几类：一类是大分子量的成分，主要是胞外基质成分如胶原和硫酸软骨素等；一类是小分子量的促粘附多肽如含RGD（Arg-Gly-Asp,精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸）的多肽序列；还有一类是具有很强生物活性的生长因子类成分如骨形成蛋白（bone morphogenetic proteins, BMPs）, 成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factors, FGFs)，胰岛素样生长因子(insulin-like growth factors, IGFs)，转化生长因子（transform growth factors, TGFs）等。现有的体内体外研究证实，这些有机分子的应用，对种植体表面的细胞和组织反应都有积极的效应。特别是生长因子类成分的单独或者联合其他有机分子的应用，能为种植体表面的细胞生长提供额外的线索，从而增加种植体周围的骨组织再生。现在种植体表面生化改性中存在的瓶颈问题是缺乏有效的手段将这些有机分子引入到种植体表面，尤其是对于具有高生物活性的生长因子类成分。理想的将有机分子引入种植体表面的技术手段应该具有这样的特征：在种植体表面构建的有机分子涂层不仅保留其生物学活性，而且其降解或者释放的动力学过程与组织愈合的过程相匹配。显然现有的技术手段如物理吸附和化学偶联的方式满足不了这样的要求。前者引入的涂层分布不均、效率低下、稳定性差、重复性差以及结合力小容易在种植体植入过程中被擦掉。而后者容易引起生物活性因子的构象而影响其生物学活性。

在酶解，水解以及还原性物质的作用下，上述聚电解质复合涂层在生理条件下的降解还是相对比较快的（存在时间约4-7天）。调节其降解速率并实现负载在涂层内的生物活性因子的缓释作用依赖于对该聚电解质复合涂层稳定性的进一步调控。研究表明，二硫键（-S-S-）在维持生物大分子特别是蛋白质的天然构象和稳定性中发挥着重要作用，且二硫键可在还原条件下被打开形成巯基（-SH），而巯基很容易被氧化成二硫键。这两者发生相互转化的反应条件相对温和，对生物大分子的活性损伤较小。

发明内容

    本发明的目的是提供一种负载生物活性因子的仿生涂层的制备方法，通过以下步骤实现：

（1）RGD接枝的聚电解质的制备：