[发明专利]一种纳米羟基磷灰石修饰的人工韧带及其修饰方法

说明书

本发明属于纳米材料学和医疗器械技术领域，具体为一种纳米羟基磷灰石修饰的人工韧带及其修饰方法。本方法首先将人工韧带置于一定pH值的水溶液中，再加入多巴胺类物质，在室温及混匀状态下，制备经聚聚多巴胺修饰的人工韧带；再将修饰有聚多巴胺的人工韧带与纳米羟基磷灰石于溶液中混合，在室温下的反应，制备出修饰有纳米羟基磷灰石的人工韧带。经该方法修饰的人工韧带，其表面均匀分布有聚多巴胺与纳米羟基磷灰石，人工韧带呈现灰色或黑色，同时人工韧带的力学性能未受影响。该纳米羟基磷灰石修饰的人工韧带及可用于韧带置换，其具备与原材料相同的力学性能，但具有更好的生物相容性，能够促进骨生长等。

技术领域

本发明属于纳米材料学和医疗器械技术领域，具体涉及人工韧带及其修饰方法。

背景技术

前交叉十字韧带（ACL）断裂是一种严重的外科损伤，随着近年参与极限运动和高强度运动的人数的不断增加，ACL断裂的病例数也呈现不断增多的趋势。撕裂的ACL破坏了膝关节的平衡，严重影响了患者的生活质量。为了恢复病人对膝关节的控制，通常采用人工韧带替换断裂韧带，以重建膝关节的稳定性。用于制作人工韧带的材料，被要求具有高力学强度，无生物毒性，化学惰性等特点，如聚对苯二甲酸乙二醇酯（Polyethyleneterephthalate, PET）。然而通常由于其化学惰性，人工韧带不能有效促进骨愈合，从而可能导致患者较长的康复期。

多巴胺（dopamine, DA）是一种儿茶酚恩类神经传导物质，用来帮助细胞传送脉冲的化学物质。多巴胺可以在碱性条件下因酚羟基的氧化生成多巴胺-苯醌化合物，该物质经过分子内重排生成白色多巴胺色素（leukodopaminechrome），并进一步被氧化成多巴胺色素（dopaminechrome）。该粉色多巴胺色素进一步氧化和重排生成5,6-双羟基吲哚，从而具备了发生进一步交联反应的条件。5,6-双羟基吲哚一方面与氨基进行迈克尔加成和席夫碱反应，或者通过分子内环化作用生成脱氧吲哚羧酸酯，最终铰链形成聚多巴胺（Polydopamine,PDA）。

多巴胺自2007年被科学家发现可以在弱碱性水溶液中通过氧化-自聚合过程形成可以强力粘附于材料表面的聚多巴胺层后，引起了各个研究领域的兴趣。聚多巴胺表面包含丰富的羟基及氨基，使其具备了高表面活性。而且近年来发现因多巴胺的聚合反应可以发生在几乎所有的材料表面，故聚多巴胺越来越广泛的被应用在各个表面修饰应用领域。其中因聚多巴胺表现出的优异的生物相容性和水溶性等特点，其越来越多的被应用到生物医药领域。然而传统的多巴胺聚合反应速度慢，本发明利用金属离子与氧化剂参与多巴胺的聚合反应，从而大大加速多巴胺聚合反应过程。

纳米羟基磷灰石作为一种骨结构中一种表成分，人工合成纳米羟基磷灰石(nHA)被广泛的应用在诱导骨生长，骨愈合等领域。为了促使人工韧带与骨连接处的骨生长与愈合，利用人工韧带表面已经修饰的聚多巴胺层作为粘合层，将nHA粘附在人工韧带上，从而可以制备出羟基磷灰石修饰的人工韧带。

因此，本发明设计了利用添加有金属离子与氧化剂的多巴胺聚合溶液，将多巴胺与人工韧带共同放置于聚合溶液中进行人工韧带的多巴胺聚合反应。利用多巴胺可以在任意表面修饰的特点，以及金属离子与氧化剂能够促进多巴胺聚合反应的特性，在短时间内能够迅速制备出表面修饰有聚多巴胺层的人工韧带。经修饰后的人工韧带可以再与纳米羟基磷灰石反应，从而可以制备出纳米羟基磷灰石修饰的人工韧带。

发明内容

本发明的目的在于提出了一种性能优异、制备方便的纳米羟基磷灰石修饰的人工韧带及其修饰方法。

本发明提出的纳米羟基磷灰石修饰的人工韧带的修饰方法，具体步骤为：

（1）制备pH值为碱性的反应溶液，用于多巴胺的聚合反应；

（2）在反应容器内加入反应溶液1~50mL，并再加入多巴胺类物质5~1000mg，混合均匀后，最后加入人工韧带；