[发明专利]一种生物医用钛合金的自组装多肽涂层及其制备方法

说明书

本发明提供了一种生物医用钛合金的自组装多肽涂层，同时该涂层具有良好的生物相容性和稳定性能。首先，采用喷砂酸蚀技术处理钛合金表面，再利用硅烷化制备一层涂层，然后，再通过滴入自组装多肽PSV及其类似物溶液，制备出喷砂酸蚀‑硅烷化偶联载抗菌肽涂层。通过调整自组装多肽氨基酸的序列，可以调控骨细胞的生物反应，促周围软组织和新骨生长，调整涂层的稳定性，适合应用于钛合金骨植入体的表面处理。设计一种即能在口腔中稳定存在的生物涂层，又能提高钛种植体生物相容性，这对改善患者的生活质量有着至关重要的意义。

技术领域

本发明属于生物医学技术领域，特别涉及一种生物医用钛合金的自组装多肽涂层及其制备方法。

背景技术

种植体植入的早期，钛种植体植入患者口腔后能否与软组织有良好的亲和关系，以及术区牙槽骨与种植体表面是否能形成结构和功能性连接，即形成骨结合是种植体植入成功的关键。因此，如何能够提高钛种植体的生物相容性成为钛种植体在口腔中应用的研究热点。自组装多肽具有促进表皮细胞增殖和成骨分化的作用，因此，利用自组装多肽修饰钛种植体是解决牙种植体临床松动最为有效的方法之一。

自组装多肽在临床应用具体如下：

(1)自组装多肽的酸碱性

自组装多肽的pH值呈酸性，加入碱性溶液调节自组装多肽pH值至电中性的过程中，自组装多肽会因沉淀不能形成凝胶结构而影响其应用。例如自组装多肽RADA-16具有较好的生物活性、无免疫原性等优点，但是由于自组装多肽RADA-16的pH值约为3-4，可损伤细胞引起炎症，从而限制了RADA-16在细胞和动物水平的研究。

(2)自组装多肽的稳定性

自组装多肽由L型氨基酸组成，将钛种植体加载自组装多肽涂层应用于口腔环境中，需要考虑口腔环境中存在的物质(如唾液淀粉酶、溶菌酶等蛋白质酶)会对L型氨基酸组成的多肽产生降解作用，从而影响自组装多肽在临床中的应用。

为解决自组装多肽在临床应用中的问题，需要研究自组装多肽的酸碱性、稳定性以及自组装性能。自组装多肽的酸碱性主要是由肽链上的R基团以及游离的氨基和羧基在溶液中产生电离所决定；自组装多肽在生理环境中的稳定性主要由能否被蛋白酶降解所决定；多肽的自组装性能主要由多肽分子间非共价相互作用所决定，包括氢键、π-π堆积、静电力、疏水相互作用和范德华力。因此，本研究以化学复杂性低、合成难度小的短肽RADA8为模板。利用疏水性更强的缬氨酸(Val,V)取代丙氨酸(Ala,A)，并且在序列的N端交叉排列亲疏水性氨基酸，如天冬酰胺(Asn,N)、Vla、丝氨酸(Ser,S)、异亮氨酸(Ile,I)，增加多肽的自组装性能。此外，在多肽序列的N端加入促进无序卷曲形成的脯氨酸(Pro,P)，从而增加多肽的溶解度，进而保证多肽具有良好自组装性能的同时降低多肽的合成难度。利用带正电荷的赖氨酸(Lys,K)部分取代带负电荷的天冬氨酸(Asp,D)，增加多肽序列中的正电荷，提高自组装多肽的pH值，同时不影响多肽之间离子键的形成。选择具有蛋白酶抗性的D型氨基酸合成多肽，分别合成一组含有L/D构型氨基酸的自组装多肽，以其作为钛种植体表面改性的涂层，解决钛种植体植入后生物密封和骨结合的双重临床问题。

因此，发明一种生物医用钛合金的自组装多肽涂层及其制备方法来解决上述问题很有必要。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种生物医用钛合金的自组装多肽涂层及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种生物医用钛合金的自组装多肽涂层，所述该涂层可增强种植体的软组织亲和及骨结合的复合涂层，该涂层由具有自组装多肽PSV及其类似物溶液组成，采用喷砂酸蚀技术处理钛合金表面，再利用硅烷化制备一层涂层，然后，再通过滴入自组装多肽PSV及其类似物溶液，制备出喷砂酸蚀-硅烷化偶联载抗菌肽涂层。

进一步的，所述复合涂层含有可吸收金属颗粒和有机物。