[发明专利]一种钛金属表面pH可控释药的载药结构及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钛金属表面pH可控释药的载药结构及其制备方法，所述结构包括生长于钛金属表面的二氧化钛纳米管和所述二氧化钛纳米管表面上封装的含有叶酸和氧化锌量子点的复合涂层；所述制备方法为将钛金属处理后，利用阳极氧化在所述钛金属表面生长二氧化钛纳米管，再将药物载入到管内，用制备好的含有叶酸和氧化锌量子点的复合物封装二氧化钛纳米管。本发明所述载药结构中叶酸和氧化锌量子点涂层可以响应pH控制药物释放，氧化锌在酸性环境的缓慢释放提升了抗菌周期，叶酸的加入可以促进细胞的增殖分化，帮助细菌感染区域的愈合，叶酸和氧化锌均可在人体内降解，对人体无害。本发明所述制备方法简单易行，消耗资源少，对环境无影响。

技术领域

本发明涉及材料科学以及纳米材料技术领域，特别涉及一种钛金属表面pH可控释药的载药结构及其制备方法。

背景技术

生物医用材料是材料科学的一个重要分支；是用于诊断、治疗或替代人体组织、器官或增进其功能的具有高技术含量和高经济价值的新型载体材料；是材料科学技术中一个正在发展的新领域，生物医用材料对于探索人类生命奥秘、保障人类健康长寿己做出并即将做出卓越贡献。在生物医用金属材料中，钛及其合金凭借其优良的综合性能，是人工关节(髋、膝、肩、踝、肘、腕、指关节等)、骨创伤产品(髓内钉、钢板、螺钉等)、脊柱矫形内固定系统、牙种植体、牙托、牙矫形丝、人工心脏瓣膜、介入性心血管支架等医用内植物产品的首选材料。

作为植入人体的生物医用材料，钛合金的抗菌性也逐渐成为人们关注的重点。目前对细菌感染的治疗方式主要还是体内注射抗生素，但由于抗生素进入人体内无法的到智能控制释放，会对人体造成不必要的影响，所以开发智能的载药系统是一件非常有必要的事情，特别是在骨植入金属表面。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了种钛金属表面pH可控释药的载药结构及其制备方法。所述载药结构包括覆于钛金属表面的二氧化钛纳米管，和封装于二氧化钛纳米管外的含有叶酸和氧化锌量子点的复合涂层，能有效根据人体体液环境释放二氧化钛纳米管内所载药物，抗菌性好，所述制备方法操作简单，原料简单易得，制备得到的成品使用效果好。

本发明的技术方案为：一种钛金属表面pH可控释药的载药结构，包括覆于钛金属表面的二氧化钛纳米管，所述二氧化钛纳米管表面封装有含有叶酸和氧化锌量子点的复合涂层。

所述二氧化钛纳米管管径为60-80nm；所述氧化锌量子点粒径为3-5nm；所述含有叶酸和氧化锌量子点的复合涂层完全包覆所述二氧化钛纳米管。

所述钛金属为纯钛片；所述氧化锌量子点为六方纤锌结构。

一种钛金属表面pH可控释药的载药结构的制备方法，将钛金属处理后，利用阳极氧化在所述钛金属表面生长二氧化钛纳米管，再将药物载入到二氧化钛纳米管内，用制备好的含有叶酸和氧化锌量子点的复合物封装所述二氧化钛纳米管，干燥后即得到所述钛金属表面pH可控释药的载药结构。

具体包括以下步骤：

步骤一，将直径5.5-6.5mm、厚度2.0-3.0mm的钛金属用砂纸逐级打磨后，依次在丙酮、去离子水、无水乙醇中超声清洗，干燥后进行阳极氧化处理制备二氧化钛纳米管；

步骤二，将90-110mg氧化锌量子点分散在二甲基甲酰胺中，加入15-25mL3-氨丙基三乙氧基硅烷，在80-90℃下搅拌10-20min，得到含有氨基化后的氧化锌量子点混合物；取1-5mg的叶酸溶解在0.2-1mL的二甲亚砜中，加入0.5-1.5mg的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐搅拌20-40min得到混合溶液，将所述混合溶液加入到所述含有氨基化后的氧化锌量子点混合物中，室温搅拌4-8h得到含有叶酸和氧化锌量子点的复合物；