[发明专利]一种pH响应型原位控释钛基植入体及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种pH响应型原位控释钛基植入体及其制备方法与应用。本发明通过将钛基植入体通过阳极氧化在钛基植入体表面构建二氧化钛纳米管结构，再将其采用多巴胺在二氧化钛纳米管顶部引入氨基反应位点，之后通过酰胺反应将PMAA接枝其上，最后负载具有抗菌性能的HHC36多肽，得到pH响应型原位控释钛基植入体。本发明的pH响应型原位控释钛基植入体能够响应周围溶液的pH变化，调控抗菌多肽的释放速率，且抗菌性能优异，循环杀菌实验第4次时，对大肠杆菌、绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌仍具有99％以上的杀菌率。本发明的pH响应型原位控释钛基植入体针对临床钛基植入体细菌感染的难题，可降低细菌感染风险。

技术领域

本发明涉及于医用技术领域，特别涉及一种pH响应型原位控释钛基植入体及其制备方法与应用。

背景技术

骨科植入材料是临床用量最大的高端医疗器械之一，占市场比重高达37％，其中，钛基植入体因其优异的力学性能和生物相容性能被广泛应用于治疗因意外事故、股骨头坏死、骨肿瘤等所导致的骨缺损疾病，成为临床最常用的骨科植入材料之一。但是，骨缺损病理的开放环境及受损的免疫系统使钛基植入体在应用过程中普遍存在细菌感染风险，临床统计的感染率高达4％。目前临床采用的术前、术后全身给药抗生素的方法效率低，难以有效进行预防和解决，因此，设计构建原位给药抗菌表面，使抗菌分子随植入体植入患者体内，实现在植入部位原位精准抗菌，成为当前预防和解决细菌感染的有效方法。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种pH响应型原位控释钛基植入体的制备方法。

本发明的另一目的在于提供通过上述制备方法得到的pH响应型原位控释钛基植入体。

本发明的再一目的在于提供上述pH响应型原位控释钛基植入体的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种pH响应型原位控释钛基植入体的制备方法，是通过阳极氧化技术在钛基植入体表面构建二氧化钛纳米管结构，之后利用多巴胺在二氧化钛纳米管顶部引入氨基反应位点，然后接枝聚甲基丙烯酸(PMAA)，最后负载具有抗菌性能的多肽HHC36，得到pH响应型原位控释钛基植入体，具体包括如下步骤：

(1)以钛基植入体作为负极，铂片作为正极，电压10～50V、电极间距2～8cm的条件下阳极氧化0.5～6h，冲洗，烘干，得到表面具有二氧化钛纳米管结构的钛基植入体；

(2)将多巴胺溶解，得到多巴胺溶液，调节pH，将步骤(1)中表面具有二氧化钛纳米管结构的钛基植入体浸入多巴胺溶液中4～48h，清洗，得到二氧化钛纳米管顶端引入氨基反应位点的钛基植入体；

(3)将PMAA溶解，与步骤(2)中二氧化钛纳米管顶端引入氨基反应位点的钛基植入体混合，加入催化剂，酰胺反应，得到接枝PMAA的钛基植入体；

(4)将步骤(3)中接枝PMAA的钛基植入体在其二氧化钛纳米管表面滴加HHC36多肽溶液，将HHC36多肽溶液吸入二氧化钛纳米管内部，获得负载HHC36多肽的钛基植入体；重复滴加HHC36多肽溶液以及将其吸入二氧化钛纳米管内部的步骤0～50次，清洗，吹干，得到pH响应型原位控释钛基植入体。

步骤(1)中所述的钛基植入体先进行清洗，然后采用氢氟酸溶液处理后再作为负极进行阳极氧化。

所述的清洗优选为依次采用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗，每次清洗的时间均为10min。

所述的氢氟酸溶液的浓度为体积比2～5％；优选为4％。

所述的氢氟酸溶液处理的时间为0.5～3min；优选为1min。

步骤(1)中所述的阳极氧化的电解液是通过将硫酸铵和氟化铵溶解，调节pH后得到。