[发明专利]I型胶原/透明质酸改性的钛涂层及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种I型胶原/透明质酸改性的钛涂层及其制备方法，具体涉及一种采用生物化学改性方法，将层-层技术和共价键固定方法相结合，在钛涂层表面以共价键固定有I型胶原/透明质酸复合层的改性钛涂层及其制备方法，属于医用生物涂层技术领域。

背景技术

生物化学改性是近年来发展起来的一种生物材料表面改性方法，其方式是将生物活性分子（如细胞外基质成分、酶、多肽等）固定在生物材料表面，赋予材料良好的生物学性能。与传统的表面改性方法相比，经生物化学改性的骨植入材料，通过固定在其表面的生物活性分子与细胞直接作用，能发挥更好的生物功能。胶原、透明质酸及其它细胞外基质成分可应用于钛基骨替代材料的生物化学表面改性。

细胞外基质成分较多，对细胞行为的影响是各种成分协同作用的结果。在骨植入材料表面制备两种甚至多种细胞外基质成分组成的复合层，可以获得更好的生物学性能。文献中报道最多的制备复合层的方法是层-层技术。Chen等（J.L.Chen,et al.Applied Surface Science.2009(255):6894-6900.）利用层-层技术在钛表面固定了胶原/肝素复合层，取得良好的效果。但该复合层是通过物理吸附方法制备的，稳定性较差。Huang等（Ying Huang,et al.Acta Biomateriatia.2012(8):866-877.）在此基础上，构建了具有半互穿网络结构的胶原/透明质酸/RGD复合层，在一定程度上提高了复合层的稳定性，但复合层仍是通过物理吸附固定在基材表面，在较短时间内会缓慢溶解。

发明内容

本发明的目的是提供一种I型胶原/透明质酸改性的钛涂层及其制备方法。鉴于利用共价键固定方法能够在钛表面固定稳定的生物分子层，本发明在层-层技术的基础上，引入共价键固定方法，在钛涂层表面构建I型胶原/透明质酸类细胞外基质，以获得结构稳定、生物学性能优良的改性钛涂层。

在此，本发明提供一种I型胶原/透明质酸改性的钛涂层，即采用生物化学改性方法，将层-层技术和共价键固定方法相结合，在钛涂层表面以共价键固定有I型胶原/透明质酸复合层的I型胶原/透明质酸改性的钛涂层。

与物理吸附的胶原/透明质酸复合层相比，本发明采用层-层技术构建了I型胶原/透明质酸复合层的同时，通过共价键固定方法赋予了复合层更稳定的结构，使制备的改性钛涂层具有更良好、更有效的生物学性能。

另一方面，本发明还提供所述钛涂层的制备方法，包括碱处理、硅烷化处理和共价键固定I型胶原以及共价键固定透明质酸。

较佳地，所述碱处理包括：将钛涂层浸入浓度为5～10M的NaOH溶液中在60～80℃下保温6～12h。

较佳地，所述硅烷化处理采用5～10%的氨丙基三乙氧基硅烷为硅烷化剂。

所述硅烷化处理可以采用甲苯为溶剂，加热回流反应6～12h。

较佳地，所述共价键固定I型胶原包括将经硅烷化处理的钛涂层浸泡在I型胶原/乙酸溶液中并采用1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺为羧基活化剂。

更佳地，所述共价键固定I型胶原可以是在浓度为1mg/mL I型胶原/5mM乙酸溶液中，滴加1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺以使其在反应体系中的浓度分别为2～3.5mg/mL和0.25～0.875mg/mL。所述共价键固定I型胶原的反应时间优选为0.25～1h。

又，较佳地，所述共价键固定透明质酸包括将经硅烷化处理的钛涂层浸泡在透明质酸/乙酸溶液中并采用1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺为羧基活化剂。

更佳地，所述共价键固定透明质酸可以是在浓度为1mg/mL透明质酸/5mM乙酸溶液中，滴加1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺以使其在反应体系中的浓度分别为2～3.5mg/mL和0.25～0.875mg/mL。所述共价键固定透明质酸的反应时间优选为0.25～1h。

优选地，所述共价键固定I型胶原和共价键固定透明质酸交替循环进行。

所述交替循环过程优选为每次循环时间为0.5～2小时，循环次数为3～10次。

较佳地，在所述硅烷化处理之前还包括去离子水陈化处理。

所述去离子水陈化可以是将经碱处理的钛涂层在去离子水中40～80℃下保温3～7天。