[发明专利]一种可降解镁基骨修复材料钙磷掺锶功能涂层及其制备

说明书

本发明公开了一种可降解镁基骨修复材料钙磷掺锶功能涂层及其制备；所述涂层包括设于所述可降解镁及镁合金材料表层的氟化膜和掺锶生物活性钙磷涂层；制备时，将镁及镁合金材料恒温浸没于氢氟酸中，形成氟转化膜；然后将氟化处理过的镁及镁合金材料恒温浸没于磷酸盐混合液，在氟转化膜表面沉积一层掺锶生物活性钙磷涂层。本发明制备的涂层，操作工艺简便、易行，制备的涂层与基体结合力强，既提高了基体的耐蚀性和生物相容性，又为基体镁及镁合金材料提供了优异的抗骨质疏松性能，促成骨抑制破骨。

技术领域

本发明属于生物医用材料制备技术领域，具体为一种可降解镁基骨修复材料钙磷掺锶功能涂层及其制备。

背景技术

在骨修复材料领域，镁及镁合金被认为是“革命性的医用植入材料”，与传统植入物材料不锈钢、钛及钛合金等相比，镁及镁合金有独特的生物可降解性、生物相容性以及生物力学相容性等优势。但镁及镁合金作为骨植入物材料在体内存在降解速率过快的问题，同时生物相容性有待进一步提高。

骨质疏松症作为影响公共健康的问题之一，表现为骨质量降低和微结构退化，使骨骼变得脆弱，并易引起骨折。针对骨质疏松性骨折，一种能够促使骨愈合的同时能够治疗骨质疏松的骨修复材料是有必要的。锶作为人体必须的微量元素之一，被认为与骨骼的形成密切相关。由于锶具有抑制骨吸收和增进骨生成的双重作用，锶制剂被认为是预防和治疗骨质疏松症的一种有效途径。锶防治骨质疏松症的主要药理作用为：1、抑制破骨细胞功能，通过抑制破骨细胞分化活化、缩短生存周期等机制，同时减少破骨细胞前体向破骨细胞分化，达到抑制骨吸收的作用；2、促进成骨细胞功能，通过促进成骨细胞分化，增强碱性磷酸酶活性等方式促进骨生成；3、调控间充质干细胞和骨髓间充质细胞的分化转归，促使间充质干细胞向成骨细胞分化同时组织向脂肪细胞等分化，促进骨生成，增加骨量。

在镁及镁合金表面构筑生物活性钙磷涂层，能够提高镁合金的生物相容性，引导骨组织在镁及镁合金表面沉积和促进骨生长，减缓镁基体在体液中的降解速率，是镁及镁合金表面改性的一个重要方向。镁及镁合金的与人体骨骼相近的机械力学性能以及通过钙磷涂层表面改性调控适宜的降解速率与骨愈合进程相匹配，并有良好的生物相容性和促成骨性能，但镁及镁合金以及钙磷涂层并没有抑制破骨细胞的作用，因此并不足以治疗骨质疏松性骨折，而在钙磷涂层中掺锶元素，可以在促进骨生成的同时抑制骨吸收，能够有效的治愈骨质疏松引起的骨缺损。因此，开发一种针对镁及镁合金上钙磷掺锶功能涂层的制备方法，对于镁及镁合金骨修复材料治愈骨质疏松性骨折的临床应用具有重要的意义。

而目前，对于将锶元素掺入镁及镁合金表面钙磷涂层的相关方法较少。公开号为CN 104888271A的专利公布了一种生物可降解镁合金表面锶羟基磷灰石涂层的制备方法，该方法是通过水热反应制备锶羟基磷灰石涂层，主要注重涂层的抗腐蚀性能，而对生物相容性、是否抑制破骨等其他性能没有涉及。而本发明专利采用化学溶液沉积法制备的可降解镁基钙磷掺锶功能涂层，制备方法和制备条件更简单，能够有效提高镁基体的抗腐蚀性能、生物相容性以及抑制破骨。

发明内容

本发明的目的在于针对镁及镁合金钙磷涂层无法抑制破骨的问题，提供一种新的可降解镁基骨修复材料钙磷掺锶功能涂层及其制备方法。本发明制备的钙磷掺锶功能涂层的制备方法具体是指在可降解镁基骨修复材料表面制备氟化膜后，在有氟化膜的材料上反应沉积掺锶生物活性钙磷涂层。本发明解决了镁及镁合金表面钙磷涂层无法抑制破骨的问题，在镁及镁合金表面制备掺锶生物活性钙磷涂层，能够在满足提高基体生物相容性、延缓基体腐蚀速率的同时，起到促进成骨和抑制破骨的双重作用。制备工艺简单、易行，制备的钙磷掺锶涂层与基体结合力强，锶/钙比可控。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

第一方面，本发明涉及一种骨修复用可降解镁基钙磷掺锶功能涂层，所述涂层包括氟化膜和掺锶生物活性钙磷涂层，所述氟化膜设于可降解镁及镁合金表层。

作为优选技术方案，所述氟化膜厚度为140nm～3μm；所述掺锶生物活性钙磷涂层的厚度为120nm～200μm。