[发明专利]一种纳米结构含硼硅酸钙生物涂层的制备方法

说明书

本发明涉及一种具促成骨分化和抗炎功能的纳米结构含硼硅酸钙生物涂层及其制备方法。纳米结构含硼硅酸钙生物涂层含有硅酸钙和硼元素，所述涂层具有纳米结构。本发明的纳米结构含硼硅酸钙涂层具有表面纳米结构以及B这一营养元素，兼具良好的促成骨分化和抗炎性，生物安全性好，是一种具有应用前景的生物材料，可用于硬组织修复与替换生物材料领域。

技术领域

本发明涉及的一种具促成骨分化和抗炎性功能的纳米结构含硼硅酸钙生物涂层及其制备方法，属于生物材料领域。本发明具有可重复性好、工艺设备简单、成本低等优点。

背景技术

钛合金是临床上常用的骨植入金属材料，当植入人体内后，其生物惰性使得表面炎症细胞黏附量较少，对植入部周围组织不产生不良刺激。当其长期存在于人体内时，生物机体会发生渗出性组织反应，在其表面形成纤维包囊。随着骨免疫学的兴起，骨植入体的设计标准由过去的生物惰性转向免疫调节。将宿主免疫系统和骨再生系统紧密联系，为再生医学领域开拓了新方向。因此，兼具成骨和免疫调节功能的骨生物材料成为硬组织修复领域的研究热点。

实际应用中，等离子喷涂技术制备的涂层材料较为成功。其中，在钛合金等基体表面制备的硅酸钙类陶瓷涂层兼具良好生物活性和力学性能，这有望弥补目前生物医用羟基磷灰石(HA)涂层和钛(Ti)涂层的不足。

研究发现，将喷涂后的硅酸钙涂层进行水热后处理，其表面形成的具纳米结构的高结晶度托贝莫来石相可以有效提高涂层的抗降解性能(Wang et al.Colloids Surf BBiointerfaces 2015,126:358-366)。另有研究表明这种托贝莫来石相具有很好的生物相容性，且纳米结构能够提高蛋白吸附量，促进成骨细胞的粘附、增殖及分化(Lin etal.Acta Biomater 3(2007)271–276；Pan et al.RSC Adv.,2015,5,101834)。所以水热工艺是涂层改性的一种有效手段。

但是，现有技术中，还没有关于兼具成骨和免疫调节功能的硅酸钙涂层的报道。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种纳米结构含硼硅酸钙生物涂层及其制备方法，这种生物涂层兼具促成骨分化和抗炎性功能，可作为硬组织修复与替换材料，以满足新一代骨植入材料发展的需要。

一方面，本发明提供一种具促成骨分化和抗炎功能的纳米结构含硼硅酸钙生物涂层，其特征在于，所述涂层含有硅酸钙和硼元素，所述涂层具有纳米结构。

本发明的纳米结构含硼硅酸钙涂层具有表面纳米结构以及B这一营养元素，兼具良好的促成骨分化和抗炎性，生物安全性好，是一种具有应用前景的生物材料，可用于硬组织修复与替换生物材料领域。

较佳地，硼元素在所述涂层中的含量为0.1～5wt％。

较佳地，所述纳米结构由纳米叶组成，所述纳米叶的厚度为80～120nm，长度为4～8μm，宽度为1～3μm。

较佳地，所述涂层形成于骨植入材料上，所述骨植入材料优选为钛合金。

另一方面，本发明提供一种纳米结构含硼硅酸钙生物涂层的制备方法，包括：将硅酸钙涂层置于硼酸钠溶液中进行水热反应，得到纳米结构含硼硅酸钙生物涂层。

根据本发明，将硅酸钙涂层置于硼酸钠溶液中进行水热反应，即可同时获得纳米结构和硼元素掺入。所述制备方法所用原料成本低、工艺简单、效率高、可重复性好、适合规模化生产。

较佳地，所述硅酸钙涂层通过等离子喷涂技术制得。

较佳地，以100～160目的硅酸钙粉体作为喷涂用粉。