[发明专利]一种用于牙槽骨缺损修复的医用镁合金屏障膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于牙槽骨缺损修复的医用镁合金屏障膜及其制备方法。所述医用镁合金屏障膜为外表面包裹有壳聚糖‑钙磷复合涂层的医用镁合金，所述医用镁合金为不同成分Mg‑xZn‑yMn(x＝1‑6wt.％，y＝0.1‑1.0wt.％)板材或棒材的任一种；所述钙磷涂层的孔隙率为30‑60％，孔隙尺寸介于0.1‑3.5μm，所述壳聚糖‑钙磷复合涂层的厚度为5.4‑20.2μm。所述制备方法综合利用了激光重熔、微弧氧化和真空浸渍提拉。经本发明所述方法制备的耐蚀抗菌镁合金屏障膜适用于口腔种植领域。

技术领域

本发明属于生物医用金属材料技术领域，具体是一种用于牙槽骨缺损修复的医用镁合金屏障膜及其制备方法。

背景技术

引导骨再生术是口腔种植科中用于骨缺损修复的标准方案，决定其远期疗效的关键因素是屏障膜的材质和性能。目前临床上使用的屏障膜可分为聚四氟乙烯膜、钛膜等不可降解型，以及胶原膜、聚酯膜等可降解型。但是，现有屏障膜的力学性能、降解行为和生物活性之间还未达到理想的适配关系，简单来说，不可降解膜力学强度高、软组织隔离性好，但易暴露而感染、需二次手术取出；可降解膜生物相容性好、无需二次手术取出，但力学强度低、降解速率快。因此，亟待开发兼具优异力学、化学以及生物学性能的新型屏障膜材料。

众所周知，医用镁合金具有比强度高、弹性模量低、可生物降解、生物相容性好的优点，其在骨科和心血管科的研究较为深入。屏障膜的植入部位相对开放，周围体液少、流动性低，腐蚀环境较温和，这为镁合金屏障膜的临床应用提供了可能：镁合金综合力学性能高于商用的可降解屏障膜，降解产生的氢气可通过缝合区释放，降解形成的碱性环境具有抗菌作用，降解产物还可促进成骨细胞生长。尽管如此，镁合金屏障膜过快的降解速率以及不足的生物活性严重限制了其在口腔种植科中的应用。研究表明，合金化与表面改性相结合是改善医用镁合金综合性能的重要手段，这一设计思路在镁合金屏障膜的开发上也有了初步研究。比如，Xia和Zhou等研究发现经过壳聚糖涂层改性后的Mg-3Gd合金在降解速率、细胞相容性和骨再生效果方面与商用胶原膜接近，同时指出优化结构以进一步提高其综合性能的必要性(Materials Science and Engineering C 100(2019)226-235)。Wang和Tan等研究了经过CaP涂层改性后纯镁用于屏障膜的可行性，发现其在植入初期(4周)的疗效优于钛膜，但是过快降解使其在植入后期(8周和12周)的疗效不如钛膜(RareMetals 38(2019)577-587)。因此，关于有机-无机杂化涂层对镁合金屏障膜腐蚀行为和抗菌性能的研究较为少见，对于含有机-无机杂化涂层镁合金屏障膜的制备、组织与性能也未有系统研究。

发明内容

本发明针对镁合金屏障膜降解速率过快、抗菌效果不佳的问题，提供了一种用于牙槽骨缺损修复的医用镁合金屏障膜及其制备方法，所述镁合金屏障膜为外表面包裹有壳聚糖-钙磷复合涂层的医用镁合金，所述制备方法包括有激光重熔、微弧氧化以及真空浸渍提拉。

激光重熔法采用低功率CO₂激光器以适当的工艺参数在医用镁合金表面形成具有特定轨迹的重熔区，可作为微弧氧化的前处理工艺。微弧氧化法是镁合金常用的表面改性工艺，依靠电解液与电参数的匹配调节在弧光放电产生的瞬时高温高压作用下，在镁合金表面形成以基体金属氧化物为主并辅以电解液组分的改性陶瓷涂层。真空浸渍提拉法是高分子涂层常见的制备工艺，其在真空环境中将基体垂直浸入镀膜溶液中，然后匀速缓慢地从镀膜溶液中将基体提拉起来，反复数次，使附着的液膜逐渐凝胶。