[发明专利]一种抗菌抗肿瘤骨科植入材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物医用材料领域，涉及一种骨科植入材料及其制备方法，特别涉及一种抗菌抗肿瘤骨科植入材料及其制备方法。

背景技术

传统的骨与软组织肿瘤治疗方法是对包括正常组织在内的肿瘤进行广泛切除，通过瘤体灭活再植入及各种人工假体置换如内腔置管术、关节置换及各种生物骨移植等方法进行保肢治疗，且在骨肿瘤手术过程中，由于肿瘤所在部位的特殊性如关节、脊柱部位，常粘连大量血管、神经，会导致整个手术过程中耗时较长，易引发感染。目前，为避免植入初期所造成的感染，多采用药物控制和后期创口消毒的方法，该方法复杂繁琐，持续时间长，并且在切除肿瘤后，常会有局部复发和全身转移。

常用的骨科植入材料有纯钛、钛合金、不锈钢等金属材料，以及可降解的聚乳酸、自体骨、异体骨、异种骨等，但其材料表面特性尚无法满足抗肿瘤和抗菌要求。纯钛材料具有比重轻、弹性模量和抗张强度与骨接近，耐蚀性和生物相容性等优越性，在保持钛材料本身所具有的优点上，增加自主装膜进行表面改性，使其促进正常骨细胞粘附，减少伤口愈合时间，同时载有抗菌抗肿瘤药物，降低手术中感染风险，杀死残留癌细胞，减少病人的痛苦。为肿瘤切除的内植入物提供一种新的材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗菌抗肿瘤骨科植入材料。

本发明的另一目的是提供一种抗菌抗肿瘤骨科植入材料的制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种抗菌抗肿瘤骨科植入材料，特别的，该骨科植入材料由金属钛和具有抗菌抗肿瘤性能的修饰层组成。

进一步的，抗菌抗肿瘤性能的修饰层包括壳聚糖、甲氨蝶呤、肝素钠、多聚赖氨酸和多巴胺。

一种抗菌抗肿瘤骨科植入材料的制备方法，包括以下步骤：

1）将医用纯钛片表面抛光；

2）将抛光后的纯钛与多巴胺溶液在20～30℃下反应10～14h，使多巴胺结合到纯钛片表面上，然后用PBS缓冲液将结合有多巴胺的纯钛片洗涤干净，液氮吹干，重复此过程2～4次，所获材料标记为DM-Ti；

3）在超声条件下，将肝素钠溶液逐滴加入多聚赖氨酸溶液中，形成多聚赖氨酸-肝素钠颗粒的悬浊液，再将DM-Ti放入该悬浊液反应10～14h，使钛片上的多巴胺与赖氨酸反应完全，再用PBS缓冲液清洗干净，液氮吹干，所获材料标记为DM-Hep-Ti；

4）将甲氨蝶呤溶液加入壳聚糖溶液，制成混合液，将DM-Hep-Ti置于混合液中反应10～14h，使带负电的肝素和带正电的壳聚糖和甲氨蝶呤结合完全，再用PBS缓冲液清洗干净，液氮吹干，即可，所获材料标记为DM-Hep-CH-Ti。 

进一步的，步骤1）中所述的医用纯钛片表面抛光的方法，先用120目砂纸抛光，再依次用乙醇、丙酮分别超声洗涤25~35min，然后经HNO₃和HF的混溶液抛光25～35min，洗涤干净，烘干。

进一步的，所述的HNO₃和HF的混合液，其中HF和HNO₃浓度独立为11～14mg/mL。

进一步的，步骤2）中所述的多巴胺溶液，其浓度为0.1～0.3mg/mL，溶剂为 pH8.3～8.7的Tris-HCl。

进一步的，步骤3）中所述的肝素钠溶液，其浓度为4～6mg/mL，溶剂为PBS缓冲液。

进一步的，步骤3）中所述的多聚赖氨酸溶液，其浓度为0.4～0.6mg/mL，溶剂为PBS缓冲液。

进一步的，步骤4）中所述的甲氨蝶呤溶液，其浓度为58～62μg/mL，溶剂为pH5.5～5.7的MES缓冲液。

进一步的，步骤4）中所述的壳聚糖溶液，其浓度为0.8～1.2mg/mL，溶剂为pH5.5～5.7的MES缓冲液。

本发明的有益效果是：

本发明利用壳聚糖的正电作用杀死细菌，防止细菌的粘附和繁殖，避免了抗生素的使用，同时壳聚糖具有促成骨等作用，适合在骨科材料中使用。壳聚糖包裹有甲胺蝶呤，能在植入后将其释放，用于杀死肿瘤组织周围未清除干净的癌细胞，在骨愈合的同时可防止癌症的复发和转移。