CN101417147A - 明胶/磷酸钙盐不对称药物释放涂层及其制备方法 - Google Patents
明胶/磷酸钙盐不对称药物释放涂层及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101417147A CN101417147A CNA2008102039180A CN200810203918A CN101417147A CN 101417147 A CN101417147 A CN 101417147A CN A2008102039180 A CNA2008102039180 A CN A2008102039180A CN 200810203918 A CN200810203918 A CN 200810203918A CN 101417147 A CN101417147 A CN 101417147A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gelatin
- calcium phosphate
- coating
- asymmetric
- preparation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
本发明涉及一种明胶/磷酸钙盐不对称药物释放涂层及其制备方法，属于生物涂层材料领域。本发明以医用Ti合金或Co合金片作为基体、明胶和磷酸钙盐作为原料，通过提拉成涂层和相分离的方法在基体上形成不对称涂层。本发明制备得到的明胶/磷酸钙盐不对称涂层，涂层厚度在30～300微米之间，分致密外层和多孔内层两层，其中致密外层厚度为3～30微米，多孔内层孔隙率为20～80％。明胶与磷酸钙盐的质量比为5～50。该涂层能控制疏水性药物以恒定的速率释放，达到了理想释控药物的目的，可以有效地预防和治疗术后感染，降低细菌感染率。与纯明胶层和裸露的医用Ti合金表面相比，该涂层能更快地诱导磷酸钙盐在其表面的沉积。
Description
技术领域
本发明涉及一种明胶/磷酸钙盐不对称药物释放涂层及其制备方法，属于生物涂层材料领域。
背景技术
药物涂层在制药工艺中有着广泛的应用。大多数药物涂层的制备是将活性成分溶解或分散在涂层中来达到控制释放的目的。在这些药物涂层中，药物的释放主要分为两个阶段：首先是初期的药物快速释放阶段，然后是长时间的药物缓慢释放阶段。众所周知，持续低于最低抑菌浓度的释放会使生物体产生抗药，因此最适宜的释放方式为以药物浓度高于最低抑菌浓度并使的药物以稳定的速率释放。据报道当释放的驱动力是渗透压时，药物释放速率是恒定的[Wang，C.Y.；Ho，H.O.；Lin，L.H.；Lin，Y.K.；Sheu，M.T.Int.J.Pharm.2005，297，89-97]。
由于明胶和磷酸钙盐具有独特的化学和生物性能，所以它们被广泛地研究作为涂层材料[Pang，L；Hu，Y.；Yan，Y.；Liu，L；Xiong，Z.；Wei，Y.；Baj，J.Surf.Coat.Technol.2007，201，9549-9557]。胶原质和磷灰石分别是骨组织中主要的无机和有机成分。其中胶原质变性后形成明胶，明胶分子中含有精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)序列，据报道这种氨基酸序列能够刺激造骨细胞的粘附从而改善骨整合[Ruoslahti，E.；Pierschbacher，M.D.science.1987，238，491-497]。而磷酸钙盐，包括羟基磷灰石(HAp)、磷酸三钙(TCP)、磷酸八钙(OCP)等等，能显著提高支架与周围骨组织的结合性，不会在支架和活体组织界面处形成纤维组织隔层从而使植入体发生松动[Ducheyne，P.；Qiu，Q.Biomaterials.1999，20，2287-2303]。但是，到目前为止，由于一般的明胶/磷酸钙盐涂层达不到均一释放药物的效果，因此，改善该涂层并使其保持恒定速率控制药物释放既具有重大意义，又极富有应用价值。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种明胶/磷酸钙盐不对称药物释放涂层的制备方法。
本发明的第二目的是提供一种明胶/磷酸钙盐不对称药物释放涂层
本发明第一目的的方案如下：
1、基体的前处理
用医用Ti合金或Co合金片(Ti合金主要包括Ti-6Al-4V、Ti-15Mo、Ti-Ni和Ti-6Al-7Nb等；Co合金主要包括CoNiCrMo、CoCrMo和CoCrMoC等)作为基体。在镀膜之前，基体经碳化硅砂纸打磨，随后在丙酮，乙醇和去离子水中超声清洗，接着浸泡在酸液中钝化，水洗，干燥。
2、准备磷酸钙盐粉体(主要包括羟基磷灰石、磷酸三钙、磷酸八钙三种类型)，配置浸渍液。
上述磷酸钙盐主要有四种来源：
(1)通过固相反应法制得。根据配方将原料磨细混合，在高温下进行合成制得。
(2)通过水热合成反应法制得。以CaCl2[或Ca(NO3)2]与NH4H2PO4为原料，以合金为阴极，以石墨为阳极，控制一定的pH和沉积时间，随后经水蒸气处理制得。
(3)通过化学共沉淀法制得。用CaCl2[或Ca(NO3)2]与磷酸盐[(NH4)3PO4，(NH4)2HPO4，NH4H2PO4]溶液进行反应，沉淀经过滤，干燥制得。
(4)市售购得。
上述方法所得的磷酸钙盐通常为粉末颗粒，颗粒大小不等。有长度在30nm～50nm之间，直径在10nm～15nm之间的短棒状晶体[Hu，X.J.；Liu，J.K.；Lu，y.；Mu，J.Mater.Lett.2008，62，3824-3826]；有尺寸为0.8μm～1.4μm，晶粒边缘有锐化现象的β-TCP相晶体[Yang，H.；Zhao，P.Z.J.Henan NoamalUniversity(Natural Science).2007，35，122-124]；也有长度在50μm～150μm之间，直径在1μm～2μm之间的纤维状晶体[Wang，Y.B.；Lu，X.；Wang，J.X.；Qu，S.X.，Weng，J.J.Funct.Mater.Dev.2007，13，409-414]。
取浓度为10～80g/L所准备的磷酸钙盐粉末经超声分散于去离子水中。接着在20～90℃的环境下，按明胶与磷酸钙盐的质量比为5～50将浓度为50～500g/L的明胶溶于上述溶液中。最后，超声消除在浸渍液中的所有气泡。
3、在医用Ti合金或Co合金片基体上形成明胶/磷酸钙盐不对称涂层。
在20～90℃环境下，将医用Ti合金或Co合金片(Ti合金主要包括Ti-6Al-4V、Ti-15Mo、Ti-Ni和Ti-6Al-7Nb等；Co合金主要包括CoNiCrMo、CoCrMo和CoCrMoC等)基体浸入浸渍液中，然后基体以1～50mm/min的速率提拉成涂层，反复多次，控制涂层厚度在30～300微米之间。提拉所形成的涂层在空气中干燥20～90分钟，接着将其浸入到含有浓度为5～100mg/mL疏水性药物(布洛芬或萘普生)的无水乙醇中进行相分离，浸入时间为12小时～168小时。浸泡时间越长，孔隙率越大，载药量越高。涂层接着浸入到含有体积分数为5～50％戊二醛，浓度为5～100mg/mL疏水性药物(布洛芬或萘普生)的乙醇中交联1～8天。交联完成后，涂层反复用去离子水和无水乙醇冲洗。最后，所形成的涂层在20～90℃下干燥到恒重。
本发明第二目的的实施方案如下：
在医用Ti合金或Co合金片(Ti合金主要包括Ti-6Al-4V、Ti-15Mo、Ti-Ni和Ti-6Al-7Nb等；Co合金主要包括CoNiCrMo、CoCrMo和CoCrMoC等)基体上制备得到的明胶/磷酸钙盐不对称涂层，涂层厚度在30～300微米之间，分致密外层和多孔内层两层，其中致密外层厚度为3～30微米，多孔内层孔隙率为20～80％。明胶与磷酸钙盐的质量比为5～50。
上述明胶/磷酸钙盐不对称涂层的结构与浸入无水乙醇中的时间密切相关，在无水乙醇中浸泡时间越长，涂层的孔隙率越高。明胶/磷酸钙盐不对称涂层的载药量随着浸入无水乙醇中时间的延长和无水乙醇中药物浓度的上升而增加。
本发明涂层实验结果测试及表征如下：
1、体外药物释放实验，具体步骤如下：将样品垂直浸入pH＝7～8的SBF溶液[Kokubo，T.；Miyaji，F.；Kim，H.M.；Nakamura，T.J Am Ceram Soc 1996，79，1127]中，温度维持在37℃左右。相隔一定时间抽取样品以供检测药物浓度，并用相同体积的新鲜SBF溶液补充。疏水性药物浓度由紫外-可见吸收光谱仪检测，特征吸收在200～400nm。
2、理论计算：涂层在体外诱导磷酸钙盐形成的能力，具体步骤如下：将样品垂直浸入SBF溶液中，溶液的温度维持在37℃左右。为了保证各种离子浓度在实验过程中的恒定，SBF溶液定期更换。体外生物活性实验持续21天以上。
3、结构表征
利用超声波细胞粉碎机，X-射线衍射仪(XRD)，和扫描电子显微镜(SEM)，对所得到的产物进行表征。
本发明涂层的效果特点：
本发明利用提拉成膜和相分离法制备得到明胶/磷酸钙盐不对称涂层，该涂层在控制药物释放时，释放驱动力为渗透压。理论计算和体外释放实验均表明药物以恒定速率释放且持续释放21天以上，达到了理想释控药物的目的，可以有效地预防和治疗术后感染，降低细菌感染率。
随着明胶/磷酸钙盐不对称涂层浸入SBF溶液中的时间延长，磷酸钙盐会逐渐地沉积在涂层表面。当浸入超过14天后，磷酸钙盐全部覆盖了原始表面。与纯明胶层和裸露的医用Ti合金表面相比，明胶/磷酸钙盐不对称涂层能更快地诱导磷酸钙盐在其表面的沉积。
附图说明
图1明胶/磷酸钙盐不对称涂层断面的SEM图片。图中可以清楚地看到不对称涂层分为致密外层和多孔内层。
图2明胶/磷酸钙盐不对称涂层致密外层的SEM图片。图中可以看到致密外层的厚度为10微米。
图3明胶/磷酸钙盐不对称涂层表面的SEM图片。从图上可以看到不对称涂层的孔分布均一。
图4明胶/磷酸钙盐不对称涂层在SBF溶液中的释放曲线。释放曲线表明药物以恒定速率释放且可持续释放达30天。
图5明胶/磷酸钙盐不对称涂层在SBF溶液中浸泡3天后的SEM图片。图片显示原始表面的局部区域有少量颗粒生成。
图6明胶/磷酸钙盐不对称涂层在SBF溶液中浸泡7天后的SEM图片。图片显示沉积物已经覆盖了大部分表面。
图7明胶/磷酸钙盐不对称涂层在SBF溶液中浸泡14天后的SEM图片。图片显示沉积物完全覆盖了原始表面。
图8明胶/磷酸钙盐不对称涂层在SBF溶液中浸泡21天后的SEM图片。图片显示粒径为1～10微米的球形颗粒覆盖原始表面，而这些球形颗粒是由针状纳米颗粒所组成的。
图9明胶/磷酸钙盐不对称涂层在SBF溶液中浸泡不同时间后表面的钙、磷含量和钙与磷的摩尔比的变化曲线。曲线表明随着浸入时间的延长，钙和磷的含量逐渐上升。
图10明胶/磷酸钙盐不对称涂层浸入SBF溶液中不同时间后的XRD图谱。图谱表明随着浸入时间的延长，磷酸钙会逐渐地沉积在涂层表面。
具体实施方式
以下以实施例的方式说明本发明，但不止限制于下述实施例。
实施例1
以Ti-6Al-4V合金片(50mm×20mm×1mm)作为基体。在镀膜之前，基体经碳化硅砂纸(400～4000)打磨，并先后在丙酮，乙醇和去离子水中超声清洗15分钟。接着浸泡在含有2ml HF、4ml HNO3和1000ml去离子水的溶液中钝化10分钟，水洗，干燥。配制含有0.5M Ca(NO3)2，1％(W/W)PEG-2000的水溶液，并用氨水将溶液的pH值调到10。配制0.5M(NH4)2HPO4的水溶液，并用氨水将溶液的pH值调到10。随后，将磷酸氢二铵溶液缓慢滴加到硝酸钙溶液中，并伴随着剧烈搅拌，Ca/P摩尔比保持在1.67。磷酸氢二铵溶液滴加完毕后，反应液继续陈化3小时。最后，产物经抽滤，水洗3次，乙醇洗2次，并在60℃下干燥至恒重。取1.00g所制备的羟基磷灰石粉末经超声分散于50ml去离子水中。接着在40℃的环境下，将10.00g明胶溶于上述溶液中。最后，超声消除在浸渍液中的所有气泡为止。将浸渍液置于40℃的环境中。将基体浸入浸渍液中，然后基体以7mm/min的速率提拉成涂层，提拉5次。提拉所形成的涂层在空气中干燥30分钟，接着将其浸入到含有40mg/ml疏水性药物布洛芬的无水乙醇中进行相分离。浸入4天后，涂层接着浸入含有10％戊二醛，40mg/ml疏水性药物布洛芬的乙醇中交联2天。交联完成后，涂层反复用去离子水和无水乙醇冲洗，40℃下干燥到恒重。
在上述Ti-6Al-4V合金片基体上制备的明胶/磷酸钙盐不对称涂层厚度为130微米，分致密外层和多孔内层两层，其中致密外层厚度为10微米，多孔内层孔径为2微米，孔隙率为40％。明胶与磷酸钙盐的质量比为10。
将样品垂直浸入20ml pH＝7.4的SBF溶液中，温度维持在37℃左右。相隔一定时间抽取样品，并用相同体积的新鲜SBF溶液补充。疏水性药物浓度由紫外-可见吸收光谱仪检测，特征吸收在264nm。将样品垂直浸入SBF溶液中，溶液的温度维持在37℃左右。为了保证各种离子浓度在实验过程中的恒定，SBF溶液定期更换。体外生物活性实验持续21天。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)对所得到的产物进行表征。
图1为明胶/磷酸钙盐不对称涂层断面的SEM图片。图中可以清楚地看到130微米厚的不对称涂层分为10微米厚的致密外层和120微米厚的多孔内层(孔径大约2微米，孔隙率为40％)。图2为明胶/磷酸钙盐不对称涂层致密外层的SEM图片。图中可以看到致密外层的厚度为10微米。图3为明胶/磷酸钙盐不对称涂层表面的SEM图片。从图上可以看到不对称涂层的孔分布均一。图4为明胶/磷酸钙盐不对称涂层在SBF溶液中的释放曲线。当不对称涂层控制药物的释放时，释放驱动力为渗透压。理论计算和体外释放实验均表明药物以恒定速率释放且可持续释放30天。图5为明胶/磷酸钙盐不对称涂层在SBF溶液中浸泡3天后的SEM图片。图片显示原始表面的局部区域有少量颗粒生成。图6为明胶/磷酸钙盐不对称涂层在SBF溶液中浸泡7天后的SEM图片。图片显示沉积物已经覆盖了大部分表面。图7为明胶/磷酸钙盐不对称涂层在SBF溶液中浸泡14天后的SEM图片。图片显示沉积物完全覆盖了原始表面。图8为明胶/磷酸钙盐不对称涂层在SBF溶液中浸泡21天后的SEM图片。如图所示，粒径为1～10微米的球形颗粒覆盖原始表面，而这些球形颗粒是由针状纳米颗粒所组成的。图9为明胶/磷酸钙盐不对称涂层在SBF溶液中浸泡不同时间后表面的钙、磷含量和钙与磷的摩尔比的变化曲线。曲线表明随着浸入时间的延长，钙和磷的含量逐渐上升，磷酸钙逐渐地沉积在涂层的表面。图10为明胶/磷酸钙盐不对称涂层浸入SBF溶液中不同时间后的XRD图谱。从图谱中，可以进一步看到随着明胶/磷酸钙盐不对称涂层浸入SBF溶液中的时间延长，磷酸钙会逐渐地沉积在涂层表面。当浸入超过14天后，磷酸钙全部覆盖了原始表面。与纯明胶层和裸露的医用Ti合金表面相比，明胶/磷酸钙盐不对称涂层能更快地诱导磷酸钙盐在其表面的沉积。
实施例2
Ti-6Al-4V合金片(50mm×20mm×1mm)作为基体。在镀膜之前，基体经碳化硅砂纸(400～4000)打磨，并先后在丙酮，乙醇和去离子水中超声清洗15分钟。接着浸泡在含有2mlHF、4mlHNO3和1000ml去离子水的溶液中钝化10分钟，水洗，干燥。配制含有0.5M Ca(NO3)2，1％(W/W)PEG-2000的水溶液，并用氨水将溶液的pH值调到10。配制0.5M(NH4)2HPO4的水溶液，并用氨水将溶液的pH值调到10。随后，将磷酸氢二铵溶液缓慢滴加到硝酸钙溶液中，并伴随着剧烈搅拌，Ca/P摩尔比保持在1.67。滴加完毕后，产物经抽虑，水洗3次，乙醇洗2次，滤饼置于表面皿中，放置于管式炉中，在800℃的温度下，煅烧2h，空气中冷却至室温。取1.00g所制备的磷酸三钙粉末经超声分散于50ml去离子水中。接着在40℃的环境下，将15.00g明胶溶于上述溶液中。最后，超声消除在浸渍液中的所有气泡为止。将浸渍液置于40℃的环境中。将基体浸入浸渍液中，然后基体以6.5mm/min的速率提拉成涂层，提拉6次。提拉所形成的涂层在空气中干燥30分钟，接着将其浸入到含有40mg/ml疏水性药物萘普生的无水乙醇中进行相分离。浸入3天后，涂层接着浸入含有15％戊二醛，30mg/ml疏水性药物萘普生的乙醇中交联3天。交联完成后，涂层反复用去离子水和无水乙醇冲洗，40℃下干燥到恒重。
在上述Ti-6Al-4V合金片基体上制备的明胶/磷酸钙盐不对称涂层厚度为140微米，分致密外层和多孔内层两层，其中致密外层厚度为14微米，多孔内层孔径为3微米，孔隙率为35％。明胶与磷酸钙盐的质量比为15。
将样品垂直浸入20ml pH＝7.4的SBF溶液中，温度维持在37℃左右。相隔一定时间抽取样品，并用相同体积的新鲜SBF溶液补充。疏水性药物浓度由紫外-可见吸收光谱仪检测，特征吸收在266nm。将样品垂直浸入SBF溶液中，溶液的温度维持在37℃左右。为了保证各种离子浓度在实验过程中的恒定，SBF溶液定期更换。体外生物活性实验持续21天。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)对所得到的产物进行表征。
明胶/磷酸钙盐不对称涂层大约有140微米厚，分为14微米厚的致密外层和126微米厚的多孔内层(孔径大约3微米，孔隙率为42％)，其它结果类似实施例1。
实施例3
Ti-15Mo合金片(50mm×20mm×1mm)作为基体。在镀膜之前，基体经碳化硅砂纸(400～4000)打磨，并先后在丙酮，乙醇和去离子水中超声清洗15分钟。接着浸泡在含有2mlHF、4mlHNO3和1000ml去离子水的溶液中钝化10分钟，水洗，干燥。配制含有0.5M Ca(NO3)2，1％(W/W)PEG-2000的水溶液，并用氨水将溶液的pH值调到10。配制0.5M(NH4)2HPO4的水溶液，并用氨水将溶液的pH值调到10。随后，将磷酸氢二铵溶液缓慢滴加到硝酸钙溶液中，并伴随着剧烈搅拌，Ca/P摩尔比保持在1.67。磷酸氢二铵溶液滴加完毕后，反应液继续陈化3小时。最后，产物经抽滤，水洗3次，乙醇洗2次，并在60℃下干燥至恒重。取1.00g所制备的羟基磷灰石粉末经超声分散于50ml去离子水中。接着在40℃的环境下，将10.00g明胶溶于上述溶液中。最后，超声消除在浸渍液中的所有气泡为止。将浸渍液置于40℃的环境中。将基体浸入浸渍液中，然后基体以15mm/min的速率提拉成涂层，提拉12次。提拉所形成的涂层在空气中干燥30分钟，接着将其浸入到含有40mg/ml疏水性药物布洛芬的无水乙醇中进行相分离。浸入3天后，涂层接着浸入含有25％戊二醛，55mg/ml疏水性药物布洛芬的乙醇中交联5天。交联完成后，涂层反复用去离子水和无水乙醇冲洗，40℃下干燥到恒重。
在上述Ti-15Mo合金片基体上制备的明胶/磷酸钙盐不对称涂层厚度为160微米，分致密外层和多孔内层两层，其中致密外层厚度为20微米，多孔内层孔径为6微米，孔隙率为50％。明胶与磷酸钙盐的质量比为10。
将样品垂直浸入20ml pH＝7.4的SBF溶液中，温度维持在37℃左右。相隔一定时间抽取样品，并用相同体积的新鲜SBF溶液补充。疏水性药物浓度由紫外-可见吸收光谱仪检测，特征吸收在264nm。将样品垂直浸入SBF溶液中，溶液的温度维持在37℃左右。为了保证各种离子浓度在实验过程中的恒定，SBF溶液定期更换。体外生物活性实验持续21天。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)对所得到的产物进行表征。
明胶/磷酸钙盐不对称涂层大约有160微米厚，分为20微米厚的致密外层和140微米厚的多孔内层(孔径大约6微米，孔隙率为50％)，其它结果类似实施例1。
实施例4
Ti-15Mo合金片(50mm×20mm×1mm)作为基体。在镀膜之前，基体经碳化硅砂纸(400～4000)打磨，并先后在丙酮，乙醇和去离子水中超声清洗15分钟。接着浸泡在含有2mlHF、4ml HNO3和1000ml去离子水的溶液中钝化10分钟，水洗，干燥。配制含有0.5M Ca(NO3)2，1％(W/W)PEG-2000的水溶液，并用氨水将溶液的pH值调到10。配制0.5M(NH4)2HPO4的水溶液，并用氨水将溶液的pH值调到10。随后，将磷酸氢二铵溶液缓慢滴加到硝酸钙溶液中，并伴随着剧烈搅拌，Ca/P摩尔比保持在1.67。磷酸氢二铵溶液滴加完毕后，反应液继续陈化3小时。最后，产物经抽滤，水洗3次，乙醇洗2次，并在60℃下干燥至恒重。取1.00g所制备的羟基磷灰石粉末经超声分散于50ml去离子水中。接着在40℃的环境下，将8.00g明胶溶于上述溶液中。最后，超声消除在浸渍液中的所有气泡为止。将浸渍液置于40℃的环境中。将基体浸入浸渍液中，然后基体以9mm/min的速率提拉成涂层，提拉8次。提拉所形成的涂层在空气中干燥30分钟，接着将其浸入到含有40mg/ml疏水性药物萘普生的无水乙醇中进行相分离。浸入3天后，涂层接着浸入含有35％戊二醛，65mg/ml疏水性药物萘普生的乙醇中交联3天。交联完成后，涂层反复用去离子水和无水乙醇冲洗，40℃下干燥到恒重。
在上述Ti-15Mo合金片基体上制备的明胶/磷酸钙盐不对称涂层厚度为143微米，分致密外层和多孔内层两层，其中致密外层厚度为15微米，多孔内层孔径为3.5微米，孔隙率为44％。明胶与磷酸钙盐的质量比为8。
将样品垂直浸入20ml pH＝7.4的SBF溶液中，温度维持在37℃左右。相隔一定时间抽取样品，并用相同体积的新鲜SBF溶液补充。疏水性药物浓度由紫外-可见吸收光谱仪检测，特征吸收在266nm。将样品垂直浸入SBF溶液中，溶液的温度维持在37℃左右。为了保证各种离子浓度在实验过程中的恒定，SBF溶液定期更换。体外生物活性实验持续21天。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)对所得到的产物进行表征。
明胶/磷酸钙盐不对称涂层大约有140微米厚，分为14微米厚的致密外层和126微米厚的多孔内层(孔径大约3.5微米，孔隙率为44％)，其它结果类似实施例1。
实施例5
CoNiCrMo合金片(50mm×20mm×1mm)作为基体。在镀膜之前，基体经碳化硅砂纸(400～4000)打磨，并先后在丙酮，乙醇和去离子水中超声清洗15分钟。接着浸泡在含有2mlHF、4ml HNO3和1000ml去离子水的溶液中钝化10分钟，水洗，干燥。配制含有0.5M Ca(NO3)2，1％(W/W)PEG-2000的水溶液，并用氨水将溶液的pH值调到10。配制0.5M(NH4)2HPO4的水溶液，并用氨水将溶液的pH值调到10。随后，将磷酸氢二铵溶液缓慢滴加到硝酸钙溶液中，并伴随着剧烈搅拌，Ca/P摩尔比保持在1.67。滴加完毕后，产物经抽虑，水洗3次，乙醇洗2次，滤饼置于表面皿中，放置于管式炉中，在800℃的温度下，煅烧2h，空气中冷却至室温。取1.00g上述制备的磷酸三钙粉末，超声分散于50mL去离子水中，接着在60℃的环境下，将7.00g明胶溶于上述溶液中。最后，超声消除在浸渍液中的所有气泡为止。将浸渍液置于40℃的环境中。将基体浸入浸渍液中，然后基体以6mm/min的速率提拉成涂层，提拉8次。提拉所形成的涂层在空气中干燥60分钟，接着将其浸入到含有20mg/ml疏水性药物布洛芬的无水乙醇中进行相分离。浸入4天后，涂层接着浸入含有20％戊二醛，50mg/ml疏水性药物布洛芬的乙醇中交联3天。交联完成后，涂层反复用去离子水和无水乙醇冲洗。最后，所形成的涂层在40℃下干燥到恒重。
在上述CoNiCrMo合金片基体上制备的明胶/磷酸钙盐不对称涂层厚度为154微米，分致密外层和多孔内层两层，其中致密外层厚度为16微米，多孔内层孔径为4微米，孔隙率为45％。明胶与磷酸钙盐的质量比为15。
将样品垂直浸入20ml pH＝7.6的SBF溶液中，温度维持在37℃左右。相隔一定时间抽取样品，并用相同体积的新鲜SBF溶液补充。疏水性药物浓度由紫外-可见吸收光谱仪检测，特征吸收在264nm。将样品垂直浸入SBF溶液中，溶液的温度维持在37℃左右。为了保证各种离子浓度在实验过程中的恒定，SBF溶液定期更换。体外生物活性实验持续23天。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)对所得到的产物进行表征。
明胶/磷酸钙盐不对称涂层大约有154微米厚，分为16微米厚的致密外层和138微米厚的多孔内层(孔径大约4微米，孔隙率为45％)，其它结果类似实施例1。
实施例6
CoNiCrMo合金片(50mm×20mm×1mm)作为基体。在镀膜之前，基体经碳化硅砂纸(400～4000)打磨，并先后在丙酮，乙醇和去离子水中超声清洗15分钟。接着浸泡在含有2mlHF、4ml HNO3和1000ml去离子水的溶液中钝化10分钟，水洗，干燥。配置含有Ca(NO3)2.4H2O为1.167mol/L，(NH4)2HPO4为1mol/L，[(NH2)2CO]为8mol/L的稀HNO3混合溶液。用浓氨水调至PH＝2.2，置于装有温度计及冷凝管的三口瓶中，加热回流并控制体系温度恒定(80℃)。反应结束后分离，用蒸馏水和无水乙醇交替洗涤，60℃下真空干燥。取1.00g上述制备的磷酸八钙粉末，超声分散于50mL去离子水中，接着在40℃的环境下，将20.00g明胶溶于上述溶液中。最后，超声消除在浸渍液中的所有气泡为止。将浸渍液置于40℃的环境中。将基体浸入浸渍液中，然后基体以6mm/min的速率提拉成涂层，提拉4次。提拉所形成的涂层在空气中干燥40分钟，接着将其浸入到含有30mg/ml疏水性药物布洛芬的无水乙醇中进行相分离。浸入2天后，涂层接着浸入含有30％戊二醛，60mg/ml疏水性药物布洛芬的乙醇中交联2天。交联完成后，涂层反复用去离子水和无水乙醇冲洗。最后，所形成的涂层在40℃下干燥到恒重。
在上述CoNiCrMo合金片基体上制备的明胶/磷酸钙盐不对称涂层厚度为120微米，分致密外层和多孔内层两层，其中致密外层厚度为11微米，多孔内层孔径为2微米，孔隙率为45％。明胶与磷酸钙盐的质量比为20。
将样品垂直浸入20ml pH＝7.5的SBF溶液中，温度维持在37℃左右。相隔一定时间抽取样品，并用相同体积的新鲜SBF溶液补充。疏水性药物浓度由紫外-可见吸收光谱仪检测，特征吸收在264nm。将样品垂直浸入SBF溶液中，溶液的温度维持在37℃左右。为了保证各种离子浓度在实验过程中的恒定，SBF溶液定期更换。体外生物活性实验持续22天。结构表征及性能评价：利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)对所得到的产物进行表征。
明胶/磷酸钙盐不对称涂层大约有120微米厚，分为11微米厚的致密外层和109微米厚的多孔内层(孔径大约2微米，孔隙率为30％)，其它结果类似实施例1。
实施例7
CoCrMo合金片(50mm×20mm×1mm)作为基体。在镀膜之前，基体经碳化硅砂纸(400～4000)打磨，并先后在丙酮，乙醇和去离子水中超声清洗15分钟。接着浸泡在含有2mlHF、4ml HNO3和1000ml去离子水的溶液中钝化10分钟，水洗，干燥。配制含有0.5M Ca(NO3)2，1％(W/W)PEG-2000的水溶液，并用氨水将溶液的pH值调到10。配制0.5M(NH4)2HPO4的水溶液，并用氨水将溶液的pH值调到10。随后，将磷酸氢二铵溶液缓慢滴加到硝酸钙溶液中，并伴随着剧烈搅拌，Ca/P摩尔比保持在1.67。滴加完毕后，产物经抽虑，水洗3次，乙醇洗2次，滤饼置于表面皿中，放置于管式炉中，在800℃的温度下，煅烧2h，空气中冷却至室温。取1.00g上述制备的磷酸三钙粉末，超声分散于50mL去离子水中，接着在60℃的环境下，将20.00g明胶溶于上述溶液中。最后，超声消除在浸渍液中的所有气泡为止。将浸渍液置于40℃的环境中。将基体浸入浸渍液中，然后基体以10mm/min的速率提拉成涂层，提拉20次。提拉所形成的涂层在空气中干燥60分钟，接着将其浸入到含有20mg/ml疏水性药物萘普生的无水乙醇中进行相分离。浸入4天后，涂层接着浸入含有35％戊二醛，40mg/ml疏水性药物萘普生的乙醇中交联6天。交联完成后，涂层反复用去离子水和无水乙醇冲洗。最后，所形成的涂层在40℃下干燥到恒重。
在上述CoCrMo合金片基体上制备的明胶/磷酸钙盐不对称涂层厚度为175微米，分致密外层和多孔内层两层，其中致密外层厚度为28微米，多孔内层孔径为7微米，孔隙率为60％。明胶与磷酸钙盐的质量比为20。
将样品垂直浸入20ml pH＝7.6的SBF溶液中，温度维持在37℃左右。相隔一定时间抽取样品，并用相同体积的新鲜SBF溶液补充。疏水性药物浓度由紫外-可见吸收光谱仪检测，特征吸收在266nm。将样品垂直浸入SBF溶液中，溶液的温度维持在37℃左右。为了保证各种离子浓度在实验过程中的恒定，SBF溶液定期更换。体外生物活性实验持续23天。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)对所得到的产物进行表征。
明胶/磷酸钙盐不对称涂层大约有175微米厚，分为28微米厚的致密外层和147微米厚的多孔内层(孔径大约7微米，孔隙率为60％)，其它结果类似实施例1。
实施例8
CoCrMo合金片(β型，50mm×20mm×1mm)作为基体。在镀膜之前，基体经碳化硅砂纸(400～4000)打磨，并先后在丙酮，乙醇和去离子水中超声清洗15分钟。接着浸泡在含有2mlHF、4ml HNO3和1000ml去离子水的溶液中钝化10分钟，水洗，干燥。配置含有Ca(NO3)2.4H2O为1.167mol/L，(NH4)2HPO4为1mol/L，[(NH2)2CO]为8mol/L的稀HNO3混合溶液。用浓氨水调至PH＝2.2，置于装有温度计及冷凝管的三口瓶中，加热回流并控制体系温度恒定(80℃)。反应结束后分离，用蒸馏水和无水乙醇交替洗涤，60℃下真空干燥。取1.00g上述制备的磷酸八钙粉末，超声分散于50mL去离子水中，接着在40℃的环境下，将25.00g明胶溶于上述溶液中。最后，超声消除在浸渍液中的所有气泡为止。将浸渍液置于40℃的环境中。将基体浸入浸渍液中，然后基体以10mm/min的速率提拉成涂层，提拉30次。提拉所形成的涂层在空气中干燥40分钟，接着将其浸入到含有30mg/ml疏水性药物萘普生的无水乙醇中进行相分离。浸入5天后，涂层接着浸入含有20％戊二醛，70mg/ml疏水性药物萘普生的乙醇中交联4天。交联完成后，涂层反复用去离子水和无水乙醇冲洗。最后，所形成的涂层在40℃下干燥到恒重。
在上述CoCrMo合金片基体上制备的明胶/磷酸钙盐不对称涂层厚度为200微米，分致密外层和多孔内层两层，其中致密外层厚度为40微米，多孔内层孔径为8微米，孔隙率为65％。明胶与磷酸钙盐的质量比为25。
将样品垂直浸入20ml pH＝7.5的SBF溶液中，温度维持在37℃左右。相隔一定时间抽取样品，并用相同体积的新鲜SBF溶液补充。疏水性药物浓度由紫外-可见吸收光谱仪检测，特征吸收在266nm。将样品垂直浸入SBF溶液中，溶液的温度维持在37℃左右。为了保证各种离子浓度在实验过程中的恒定，SBF溶液定期更换。体外生物活性实验持续22天。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)对所得到的产物进行表征。
明胶/磷酸钙盐不对称涂层大约有200微米厚，分为40微米厚的致密外层和160微米厚的多孔内层(孔径大约8微米，孔隙率为65％)，其它结果类似实施例1。
Claims (10)
1、明胶/磷酸钙盐不对称药物释放涂层，其特征在于在Ti合金或Co合金表面有明胶/磷酸钙盐涂层，涂层厚度在30～300微米之间，分致密外层和多孔内层两层，其中致密外层厚度为3～30微米，多孔内层孔隙率为20～80％，明胶与磷酸钙盐的质量比为5～50。
2、按权利要求1所述的明胶/磷酸钙盐不对称药物释放涂层，其特征在于所述的Ti合金包括Ti-6Al-4V、Ti-15Mo、Ti-Ni和Ti-6Al-7Nb。
3、按权利要求1所述的明胶/磷酸钙盐不对称药物释放涂层，其特征在于所述的Co合金包括CoNiCrMo、CoCrMo和CoCrMoC。
4、明胶/磷酸钙盐不对称药物释放涂层的制备方法，包括下述步骤：
(1)Ti合金或Co合金片经打磨、清洗、酸洗、干燥；
(2)取浓度为10～80g/L磷酸钙盐粉末分散于去离子水中，按明胶与磷酸钙盐的质量比为5～50将浓度为50～500g/L的明胶溶于上述溶液；
(3)将Ti合金或Co合金片基体浸入浸渍液中，然后提拉基体形成成涂层，反复多次，控制涂层厚度在30～300微米之间，然后干燥，再浸入到含有疏水性药物的无水乙醇中进行相分离，浸入时间为12小时～168小时；
(4)接着浸入到含有体积分数为5～50％戊二醛和疏水性药物的乙醇中交联1～8天，冲洗、干燥到。
5、按权利要求4所述的明胶/磷酸钙盐不对称药物释放涂层的制备方法，其特征在于所述的疏水性药物为布洛芬或萘普生，浓度为5～100mg/mL。
6、按权利要求4所述的明胶/磷酸钙盐不对称药物释放涂层的制备方法，其特征在于所述的Ti合金包括Ti-6Al-4V、Ti-15Mo、Ti-Ni和Ti-6Al-7Nb。
7、按权利要求4所述的明胶/磷酸钙盐不对称药物释放涂层的制备方法，其特征在于所述的Co合金包括CoNiCrMo、CoCrMo和CoCrMoC。
8、按权利要求4所述的明胶/磷酸钙盐不对称药物释放涂层的制备方法，其特征在于所述的基体提拉速率为1～50mm/min。
9、按权利要求4所述的明胶/磷酸钙盐不对称药物释放涂层的制备方法，其特征在于所述的主要磷酸钙盐包括羟基磷灰石、磷酸三钙或磷酸八钙。
10、按权利要求9所述的明胶/磷酸钙盐不对称药物释放涂层的制备方法，其特征在于所述的上述磷酸钙盐制备方法包括固相反应法、水热合成反应法、化学共沉淀法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2008102039180A CN101417147A (zh) | 2008-12-03 | 2008-12-03 | 明胶/磷酸钙盐不对称药物释放涂层及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2008102039180A CN101417147A (zh) | 2008-12-03 | 2008-12-03 | 明胶/磷酸钙盐不对称药物释放涂层及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101417147A true CN101417147A (zh) | 2009-04-29 |
Family
ID=40628269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2008102039180A Pending CN101417147A (zh) | 2008-12-03 | 2008-12-03 | 明胶/磷酸钙盐不对称药物释放涂层及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101417147A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101850133A (zh) * | 2010-06-01 | 2010-10-06 | 华南理工大学 | 一种自固化磷酸钙微球及其制备方法与应用 |
| CN106963984A (zh) * | 2017-03-02 | 2017-07-21 | 复旦大学 | 一种明胶/羟基磷灰石复合涂层的制备方法 |
| CN109481733A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-19 | 四川瑞宝生物科技股份有限公司 | 一种用于骨修复的复合涂层及其制备方法 |
| CN109568674A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-05 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 载药型仿生骨修复多孔支架的制备方法及其产品和应用 |
| CN111803716A (zh) * | 2020-06-01 | 2020-10-23 | 凌岫泉 | 一种长效抗菌涂层及其在医用导管中的应用方法 |
-
2008
- 2008-12-03 CN CNA2008102039180A patent/CN101417147A/zh active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101850133A (zh) * | 2010-06-01 | 2010-10-06 | 华南理工大学 | 一种自固化磷酸钙微球及其制备方法与应用 |
| CN101850133B (zh) * | 2010-06-01 | 2012-12-05 | 华南理工大学 | 一种自固化磷酸钙微球及其制备方法与应用 |
| CN106963984A (zh) * | 2017-03-02 | 2017-07-21 | 复旦大学 | 一种明胶/羟基磷灰石复合涂层的制备方法 |
| CN109568674A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-05 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 载药型仿生骨修复多孔支架的制备方法及其产品和应用 |
| CN109481733A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-19 | 四川瑞宝生物科技股份有限公司 | 一种用于骨修复的复合涂层及其制备方法 |
| CN111803716A (zh) * | 2020-06-01 | 2020-10-23 | 凌岫泉 | 一种长效抗菌涂层及其在医用导管中的应用方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lin et al. | Biomimetic growth of apatite on electrolytic TiO2 coatings in simulated body fluid | |
| RU2630055C2 (ru) | Биосовместимый компонент | |
| Pang et al. | Fabrication of two distinct hydroxyapatite coatings and their effects on MC3T3-E1 cell behavior | |
| Huang et al. | Enhanced SaOS-2 cell adhesion, proliferation and differentiation on Mg-incorporated micro/nano-topographical TiO2 coatings | |
| Sheikh et al. | Biomimetic matrix mediated room temperature synthesis and characterization of nano-hydroxyapatite towards targeted drug delivery | |
| Pisarek et al. | Effect of two-step functionalization of Ti by chemical processes on protein adsorption | |
| CN112076348B (zh) | 一种医用金属表面抗感染-促进骨整合的涂层、制备方法及应用 | |
| Shi et al. | Biomimetic apatite layers on plasma-sprayed titanium coatings after surface modification | |
| CN102438671A (zh) | 离子取代磷酸钙涂层 | |
| CN101417147A (zh) | 明胶/磷酸钙盐不对称药物释放涂层及其制备方法 | |
| CN112402693A (zh) | 一种表面具有促成骨涂层的骨科植入器械及制备方法 | |
| Liu et al. | Three-dimensional porous reduced graphene oxide/hydroxyapatite membrane for guided bone regeneration | |
| Drevet et al. | Human osteoblast-like cells response to pulsed electrodeposited calcium phosphate coatings | |
| CN108744047B (zh) | 一种钛纳米/丝素蛋白/羟基磷灰石复合医用钛涂层的制备方法 | |
| Sharifi et al. | Developing a deposited calcium-phosphate layer on zirconia surface by chemical grafting of L-Serine molecules | |
| JP4377507B2 (ja) | リン酸カルシウム被覆ジルコニア系生体材料及びその製造方法 | |
| Xiao et al. | Low-temperature fabrication of titania layer on 3D-printed 316L stainless steel for enhancing biocompatibility | |
| Pang et al. | Bioadaptive nanorod array topography of hydroxyapatite and TiO2 on Ti substrate to preosteoblast cell behaviors | |
| CN115137875B (zh) | 一种高效的双相磷酸钙涂层方法 | |
| JP2002248163A (ja) | 水溶液合成により表面に直接酸化チタン層を形成した生体活性酸化チタン被覆材料 | |
| Xiao et al. | In situ fabrication of anatase thin films with high percentage of exposed {001} facets to improve biocompatibility with MC3T3-E1 cells | |
| JP2021513451A (ja) | インプラント及び他の基材用のジルコニウム及びリン酸チタンコーティング | |
| Vranceanu et al. | Pulsed electrochemical deposition of Ag doped hydroxyapatite bioactive coatings on Ti6Al4V for medical purposes | |
| CN112126926A (zh) | 钛表面修饰纳米结构同步加载生物活性锌离子的制备方法 | |
| Fu et al. | Hydrothermally crystallized Sr-containing bioactive glass film and its cytocompatibility |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20090429 |