[发明专利]一种高通量仿生矿化多元素掺杂钙磷涂层的制备方法

说明书

本发明公开了一种高通量仿生矿化多元素掺杂钙磷涂层的制备方法，属于生物材料技术领域。本发明利用多巴胺诱导矿化的能力，通过基底材料表面的多巴胺涂层在含有待掺杂元素离子的过饱和磷酸钙矿化液阵列中进行仿生矿化，得到不同的多元素掺杂的钙磷涂层阵列。本发明实现了在同一条件下，通过控制多种待掺杂元素的具体掺入量及配比，得到不同性能的钙磷活性涂层，其中包括理化性能、抗菌性和生物相容性；并根据其不同性能之间的协同效应，对多元素掺杂钙磷的掺杂比例进行系统高效的高通量筛选及优化。

技术领域

本发明涉及生物医学材料领域，具体涉及一种高通量仿生矿化多元素掺杂钙磷涂层的制备方法。

背景技术

钙磷是人体骨的主要无机成分，具有优异的生物相容性和生物活性；由于制备条件温和且方法简单，仿生矿化是比较常用的钙磷涂层的制备方法；但是仿生矿化对于材料表面要求较高，在惰性材料表面很难矿化且矿化涂层与基底材料结合能力较差。

研究表明骨骼成分除了钙、磷外，还有镁、钠、锌、氢氧根离子和其他一些微量元素，为了得到性能更加优异且与自然骨中无机成分更为相似的钙磷涂层；钙磷元素掺杂在国内外被广泛关注并已成为生物材料科学的研究热点；近年来，众多学者研究了微量元素掺杂钙磷的过程，不同微量元素的掺入，会使钙磷具有不同的性能，其中包括理化性能、抗菌性能和生物相容性等。

但是迄今为止，掺杂钙磷的研究多限于单元素的掺杂，多元素掺杂钙磷也只限于非批量的制备，涉及的制备工艺冗杂繁复，耗费太多人力物力。

发明内容

本发明提供一种可在惰性材料表面仿生矿化，涂层与基底结合能力较强的高通量仿生矿化多元素掺杂钙磷涂层的制备方法。

本发明采用的技术方案是：

一种高通量仿生矿化多元素掺杂钙磷涂层的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：配置过饱和磷酸钙矿化液，将其转移到m×n的阵列孔板中；

步骤2：按照需要配置不同摩尔比例m份或n份不同浓度的两种待掺杂离子的盐溶液；

步骤3：分别将步骤2配置得到的待掺杂离子的盐溶液转移到步骤1中的阵列孔板中；阵列孔板中每一行按照依照一种待掺杂离子盐溶液浓度高低依次排列，每一列按照另一种待掺杂离子盐溶液浓度高低依次排列，形成具有不同摩尔比待掺杂元素的m×n矿化液阵列；

步骤:4：对m×n份基底材料进行表面处理；

步骤5：将步骤4得到的基底材料，分别放入步骤2得到的m×n矿化液阵列中矿化，矿化时间为1-10天，既得所需涂层。

进一步的，所述步骤2中待掺杂离子为锌离子，镁离子，锶离子，铜离子，银离子，锂离子，钾离子，钠离子，铁离子，氟离子，氢氧根离子，氯离子，硒酸根离子，亚硒酸根离子，硅酸根离子，硫酸根离子中的一种或两种及以上。

进一步的，所述步骤3中表面处理过程如下，将基底材料浸泡入多巴胺溶液中避光处理12小时，然后清洗得到。

进一步的，所述步骤3中基底材料为金属钛及其支架、金属钽及其支架、金属铌及其支架、金属锆及其支架、镁合金及其支架、钛基合金及其支架、钴基合金及其支架、医用不锈钢及其支架、医用玻璃及其支架、聚乙烯支架、聚丙烯支架、聚丙烯酸酯支架、聚乳酸支架、聚己内酯支架、聚氨基酸支架、明胶支架、壳聚糖支架、甲壳素支架、透明质酸支架或纤维素支架中的一种。

进一步的，所述m×n阵列中，m和n均为1～20的自然数。

进一步的，所述步骤2中待掺杂离子盐溶液的浓度为1～20mmol/L。

进一步的，所述步骤3中的待掺杂离子盐溶液通过多通道移液器一次性转移到阵列孔板中。

本发明的有益效果是：