CN103785066B - I型胶原改性的多孔钛涂层及其制备方法 - Google Patents
I型胶原改性的多孔钛涂层及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103785066B CN103785066B CN201210431500.1A CN201210431500A CN103785066B CN 103785066 B CN103785066 B CN 103785066B CN 201210431500 A CN201210431500 A CN 201210431500A CN 103785066 B CN103785066 B CN 103785066B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- collagen
- type
- porous titanium
- titanium coating
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 73
- 239000010936 titanium Substances 0.000 title claims abstract description 73
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 73
- 102000012422 Collagen Type I Human genes 0.000 title claims abstract description 57
- 108010022452 Collagen Type I Proteins 0.000 title claims abstract description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 19
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 78
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 78
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 17
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 238000002444 silanisation Methods 0.000 claims description 17
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 16
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 15
- LMDZBCPBFSXMTL-UHFFFAOYSA-N 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide Chemical compound CCN=C=NCCCN(C)C LMDZBCPBFSXMTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 9
- HOGDNTQCSIKEEV-UHFFFAOYSA-N n'-hydroxybutanediamide Chemical compound NC(=O)CCC(=O)NO HOGDNTQCSIKEEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 7
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 5
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 4
- 238000002306 biochemical method Methods 0.000 claims description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 2
- 230000005070 ripening Effects 0.000 claims description 2
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 abstract description 23
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 abstract description 21
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 abstract description 21
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 abstract description 11
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 10
- 239000007943 implant Substances 0.000 abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 5
- 230000012010 growth Effects 0.000 abstract description 3
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 description 9
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 150000003608 titanium Chemical class 0.000 description 6
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 3
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 3
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 description 3
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 102000010834 Extracellular Matrix Proteins Human genes 0.000 description 2
- 108010037362 Extracellular Matrix Proteins Proteins 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 2
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 2
- 230000021164 cell adhesion Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 210000002744 extracellular matrix Anatomy 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000013424 sirius red staining Methods 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 2
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 2
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;hydron;chloride Chemical compound Cl.OCC(N)(CO)CO QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000002260 Alkaline Phosphatase Human genes 0.000 description 1
- 108020004774 Alkaline Phosphatase Proteins 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 102000045595 Phosphoprotein Phosphatases Human genes 0.000 description 1
- 108700019535 Phosphoprotein Phosphatases Proteins 0.000 description 1
- 102000004160 Phosphoric Monoester Hydrolases Human genes 0.000 description 1
- 108090000608 Phosphoric Monoester Hydrolases Proteins 0.000 description 1
- 229910002808 Si–O–Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 230000008468 bone growth Effects 0.000 description 1
- 210000004271 bone marrow stromal cell Anatomy 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 230000024245 cell differentiation Effects 0.000 description 1
- 230000004663 cell proliferation Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 238000003717 electrochemical co-deposition Methods 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical compound [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 1
- OXNIZHLAWKMVMX-UHFFFAOYSA-N picric acid Chemical class OC1=C([N+]([O-])=O)C=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O OXNIZHLAWKMVMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 1
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000012207 quantitative assay Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
一种I型胶原改性的多孔钛涂层及其制备方法，所述I型胶原改性的多孔钛涂层采用生物化学改性方法，以共价键接枝方式，在多孔钛涂层表面固定有I型胶原。与物理吸附的胶原改性多孔钛涂层相比，本发明提供的共价接枝的I型胶原改性多孔钛涂层所固定的胶原量增加约一倍；固定稳定性更好，在7天后仍保留有90%以上；并且具有更好的生物学性能，可应用于促进诱导骨组织生长的骨植入材料。本发明工艺简单、效率高、可重复性好，为医用生物涂层技术提供新的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种I型胶原改性的多孔钛涂层及其制备方法，具体涉及一种采用共价键接枝方式在等离子体喷涂钛涂层表面固定有I型胶原并具有良好生物学性能的I型胶原改性的多孔钛涂层及其制备方法，属于医用生物涂层技术领域。
背景技术
钛和钛合金等是临床上常用的骨植入材料。利用等离子体喷涂方法在其表面制备的多孔钛涂层，是改善其与骨组织结合的常用方法。多孔结构能够增加骨和植入体表面之间的机械嵌合作用，使植入体与骨组织间的结合强度明显提高。等离子体喷涂钛涂层的人工关节等硬组织植入体已获临床应用。然而，钛涂层属于生物惰性涂层，不具生物活性，对骨组织的生长并没有促进诱导作用，其临床使用效果仍有待改善。
为了赋予钛涂层生物活性，改善临床使用效果，人们采用多种方法对其进行表面改性。利用等离子喷涂、表面矿化等技术在多孔钛涂层表面沉积生物活性陶瓷涂层，可以有效地改善钛涂层的生物活性。例如中国专利CN101342387A公开一种钛涂层表面快速生成磷灰石的活化方法。但生物活性陶瓷涂层在体内容易降解，影响涂层的长期稳定性。化学处理也可以改善钛涂层的生物活性，但与生物活性陶瓷涂层如羟基磷灰石涂层相比，仍存在较大差距。
生物化学方法是一类新型的生物材料表面改性方法，其目的是将细胞外基质成分（如胶原）、酶或者多肽固定在生物材料上，构建仿生中间层，以引发特殊细胞和组织的响应。I型胶原是细胞外基质主要组成部分，影响着细胞粘附、迁移、增殖和分化。通过物理吸附，在钛涂层表面固定I型胶原，能够提高钛涂层的生物学性能和细胞相容性（StefanRammelt,et al.Journal of Orthopaedic Research.2004(22):1025-1034.）。例如，中国专利CN102145194A公开一种将具有多孔磷酸钙涂层的金属基材浸入胶原溶液后风干以制得多孔磷酸钙-胶原复合涂层的方法；中国专利CN101984144A公开一种采用电化学共沉积法在钛基板上以此组装磷酸钙层和胶原层的方法。但物理吸附固定的胶原有限，并且不稳定，容易脱附。
发明内容
本发明的目的是提供一种I型胶原改性的多孔钛涂层及其制备方法。在上述现有技术的基础上，本发明人意识到通过化学方法将I型胶原共价键接枝在多孔钛涂层表面，不但能够获得稳定的仿生中间层，而且能够提高所固定I型胶原的量以及固定的稳定性，从而获得相对于物理吸附方法生物学性能更好的改性多孔钛涂层。
在此，本发明提供一种I型胶原改性的多孔钛涂层，即采用生物化学改性方法，以共价键接枝方式，在多孔钛涂层表面固定有I型胶原的I型胶原改性的多孔钛涂层。
与物理吸附的胶原改性多孔钛涂层相比，本发明提供的共价接枝的I型胶原改性多孔钛涂层所固定的胶原量增加约一倍；固定稳定性更好，在7天后仍保留有90%以上；并且具有更好的生物学性能，可应用于促进诱导骨组织生长的骨植入材料。
另一方面，本发明还提供所述多孔钛涂层的制备方法，包括碱处理、硅烷化处理和共价键固定I型胶原。
较佳地，所述碱处理包括将多孔钛涂层浸入浓度为5～10M的NaOH溶液中在60～80℃下保温6～12h。
较佳地，所述硅烷化处理采用5～10%的氨丙基三乙氧基硅烷为硅烷化剂。
所述硅烷化处理可以采用甲苯为溶剂，加热回流反应6～12h。
较佳地，所述共价键固定I型胶原包括将经硅烷化处理的多孔钛涂层浸泡在I型胶原/乙酸溶液中并采用1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺为羧基活化剂。
更佳地，所述共价键固定I型胶原可以是在浓度为1mg/mL I型胶原/5mM乙酸溶液中，滴加1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺以使其在反应体系中的浓度分别为2～3.5mg/mL和0.25～0.875mg/mL。
所述共价键固定I型胶原的反应时间优选为4～10h。
较佳地，在所述硅烷化处理之前还包括去离子水陈化处理。
所述去离子水陈化可以是将经碱处理的多孔钛涂层在去离子水中40～80℃下保温3～7天。
本发明工艺简单、效率高、可重复性好。本发明所提供的I型胶原改性的多孔钛涂层，具有良好的稳定性和生物学性能，解决了现有技术中所存在的问题，可改善钛涂层的临床效果，为医用生物涂层技术提供新的方法。
附图说明
图1是钛涂层改性前后的表面形貌：(a)碱处理的钛涂层(TC-A)；(b)硅烷化的钛涂层(TC-AA)；(c)物理吸附固定I型胶原的钛涂层(TC-AC)；(d)共价键接枝固定I型胶原的钛涂层(TC-AAC)，均放大1000倍；
图2是钛涂层改性前后的红外光谱；
图3是I型胶原的固定效果分析：(a)固定胶原量测定；(b)胶原的固定稳定性分析；
图4是共价键接枝固定I型胶原钛涂层的生物学性能实验：(a)hMSCs的细胞粘附实验；(b)hMSCs的细胞增殖实验；(c)hMSCs细胞分化的碱性磷酸酶活性检测实验。
具体实施方式
以下结合附图及下述具体实施方式进一步说明本发明，应理解，下述实施方式和/或附图仅用于说明本发明，而非限制本发明。
基于I型胶原良好的生物学性能和细胞相容性，本发明采用生物化学改性方法，以共价键接枝方式，将I型胶原固定在等离子体喷涂多孔钛涂层表面，从而获得生物学性能更好的I型胶原改性的多孔钛涂层。作为示例，其具体工艺如下。
（1）钛涂层的制备：利用等离子体喷涂技术制备钛涂层。
（2）碱处理：将所述钛涂层浸入浓度为5～10M的NaOH溶液中在60～80℃下保温6～12h，取出后可用去离子水超声清洗，超声清洗可以持续约5分钟。这里采用5～10M的NaOH作为碱处理的碱液，但应理解其他合适的碱液也是适用的，例如氢氧化钾。
（3）去离子水陈化：将经碱处理得到的多孔钛涂层浸泡在去离子水中40～80℃下保温3～7天。可以每天换一次水，最后40℃下干燥。
（4）硅烷化：将干燥的多孔钛涂层浸泡在浓度为5～10%的氨丙基三乙氧基硅烷（APS）/甲苯溶液中，溶液加热至沸腾，冷凝回流，反应6～12h，冷却后，分别用酒精、去离子水超声清洗1-2次，真空干燥。这里采用5～10%的氨丙基三乙氧基硅烷（APS）为硅烷化剂，采用甲苯作为溶剂，但应理解其他合适的硅烷化剂、溶剂也是适用。
（5）共价键固定I型胶原：将所述硅烷化多孔钛涂层浸泡在I型胶原/乙酸溶液中（例如浓度为1mg/mL I型胶原/5mM乙酸溶液）中，滴加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺（EDC）水溶液（例如120mg/mL）和N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）水溶液（例如30mg/mL），使得EDC最终溶度为2～3.5mg/mL，NHS最终溶度为0.25～0.875mg/mL，反应4～10h后取出，去离子水超声清洗，真空干燥。
下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容做出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的试剂的量和浓度、反应时间和温度也仅是合适范围中的一个示例，即、本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
实施例1
[基于共价键固定I型胶原的改性钛涂层的制备]
利用等离子体喷涂技术制备钛涂层(标记为TC)，所制备的钛涂层浸入5M NaOH溶液中，在80℃下保温12h，用去离子水超声清洗后，在去离子水中60℃下陈化7天，一天换一次水，40℃下干燥。碱处理改性钛涂层标记为TC-A。将干燥的样品TC-A浸泡在浓度为10%的APS/甲苯溶液中，溶液加热至沸腾，冷凝回流，反应12h。冷却后用酒精超声清洗1次，去离子水超声清洗2次，真空干燥。硅烷化的钛涂层标记为TC-AA。将样品TC-AA浸泡在浓度为1mg/mL I型胶原/5mM乙酸溶液中。每38mL胶原溶液中滴入120mg/mL EDC水溶液和30mg/mL NHS水溶液各1mL，使得EDC最终溶度为3mg/mL，NHS最终溶度为0.75mg/mL。反应6h后取出，去离子水超声清洗，真空干燥，样品标记为TC-AAC。
对比例1
[用物理吸附方法将I型胶原固定在钛涂层表面]
将实施例1中的中间样品TC-A浸泡在1mg/mL I型胶原/5mM乙酸溶液中，6小时后取出，去离子水超声清洗，真空干燥，样品标记为TC-AC。
图1为钛涂层表面固定I型胶原前后的表面形貌。在(c)、(d)中均能观察到纤维状的I型胶原，表明通过吸附固定方式和共价键固定方式，I型胶原成功地固定在钛涂层表面，得到新型的胶原改性钛涂层。
由图2所示的钛涂层改性前后的红外光谱可以看出：与TC-AA谱图相比，TC-AAC谱图上的Si-O-Si系列特征吸收峰(1020-1290cm-1)减弱，而氨基系列特征吸收峰(1300-1700cm-1)增强，进一步表明制备出新型胶原改性钛涂层。
[改性钛涂层的胶原固定效果实验]
利用天狼猩红染色法，从定量和固定稳定性两方面来考察胶原固定效果：将样品TC-AC和TC-AAC浸泡在浓度为1mg/mL的天狼猩红-饱和苦味酸溶液中，2小时后取出，去离子水冲洗，真空干燥。用0.1M的NaOH溶液将染料洗脱下来，然后用紫外分光光度计测定染料-NaOH溶液在540nm下的吸光度值，与吸光度值-胶原量标准曲线对照，得出固定胶原的量。将样品TC-AC和TC-AAC各4个浸泡在tris-HCl溶液中，37度下分别孵育1、3、5、7天。用天狼猩红染色法测量样品表面剩余胶原量。
图3所示是I型胶原的固定效果分析。从图3(a)中可以看出：TC-AAC的胶原量可达391μg/cm2，大于TC-AC的191μg/cm2，表明共价键固定方式能够固定较多的胶原。在图3(b)中，TC-AC的胶原在5天内就脱附殆尽，而TC-AAC的胶原7天后仍保留有90%以上，表明共价键固定的胶原稳定性更好。
[改性钛涂层的生物学性能实验]
用人骨髓间充质干细胞(hMSCs)来考察共价键固定I型胶原钛涂层的生物学性能：用MTT法考察hMSCs在材料表面的粘附和增殖行为；用BCA法对hMSCs的碱性磷酸酶(ALP)的活性进行定量测定。
图4为共价键固定I型胶原改性钛涂层的生物学性能实验。从图中可以看出：与TC相比，表面固定了I型胶原的改性钛涂层，能够促进hMSCs的粘附(图4(a))、增殖(图4(b))和碱性磷酸酶的活性表达(图4(c))，具有更好的生物学性能。而与TC-AC相比，TC-AAC具有更好的促进效果。结果表明：在钛涂层上共价键固定I型胶原，能够提高钛涂层的生物学性能。
产业应用性：本发明通过共价键接枝方式，将I型胶原固定在多孔钛涂层表面，获得一种I型胶原改性的多孔钛涂层，具有良好稳定性和生物学性能，不但能够加强钛和钛合金等骨植入材料与骨组织间的结合强度，而且改善多孔钛涂层的临床使用效果，促进诱导骨组织的生长，在医学生物涂层技术领域有广阔的应用前景。
Claims (8)
1.一种I型胶原改性的多孔钛涂层，其特征在于，采用生物化学改性方法，以共价键接枝方式，在多孔钛涂层表面固定有I型胶原，所述I型胶原改性的多孔钛涂层的制备方法包括碱处理、硅烷化处理和共价键固定I型胶原，其中，
所述硅烷化处理采用氨丙基三乙氧基硅烷为硅烷化剂，硅烷化剂溶解于甲苯中，浓度为5-10%，所述硅烷化处理采用甲苯为溶剂，加热回流反应6～12h。
2.一种权利要求1所述的多孔钛涂层的制备方法，其特征在于，包括碱处理、硅烷化处理和共价键固定I型胶原，其中，
所述硅烷化处理采用氨丙基三乙氧基硅烷为硅烷化剂，硅烷化剂溶解于甲苯中，浓度为5-10%，所述硅烷化处理采用甲苯为溶剂，加热回流反应6～12h。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述碱处理包括：将多孔钛涂层浸入浓度为5～10M的NaOH溶液中在60～80℃下保温6～12h。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述共价键固定I型胶原包括将经硅烷化处理的多孔钛涂层浸泡在I型胶原/乙酸溶液中并采用1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺为羧基活化剂。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，滴加1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺以使其在反应体系中的浓度分别为2～3.5mg/mL和0.25～0.875mg/mL。
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述共价键固定I型胶原的反应时间为4～10h。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在所述硅烷化处理之前还包括去离子水陈化处理。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述去离子水陈化包括：将经碱处理的多孔钛涂层在去离子水中40～80℃下保温3～7天。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210431500.1A CN103785066B (zh) | 2012-11-01 | 2012-11-01 | I型胶原改性的多孔钛涂层及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210431500.1A CN103785066B (zh) | 2012-11-01 | 2012-11-01 | I型胶原改性的多孔钛涂层及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103785066A CN103785066A (zh) | 2014-05-14 |
| CN103785066B true CN103785066B (zh) | 2015-04-15 |
Family
ID=50661397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210431500.1A Expired - Fee Related CN103785066B (zh) | 2012-11-01 | 2012-11-01 | I型胶原改性的多孔钛涂层及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103785066B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105288732B (zh) * | 2015-11-30 | 2018-04-17 | 上海交通大学医学院附属第九人民医院 | 一种抗炎、抗感染和促进成骨分化及骨矿化的杆菌肽固定钛合金假体及其制备方法 |
| JP7031980B2 (ja) * | 2017-03-06 | 2022-03-08 | 多木化学株式会社 | コラーゲン－チタン複合体 |
| CN109106987B (zh) * | 2018-07-11 | 2020-12-29 | 马立敏 | 一种兼具力学适配性和成骨活性的骨植入体及其制备方法 |
| CN114796623B (zh) * | 2022-03-08 | 2023-04-07 | 四川大学 | 一种促心肌组织修复的全降解心脏封堵器涂层及其制备方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DK1764118T3 (da) * | 2002-02-15 | 2010-11-08 | Gilead Palo Alto Inc | Polymer-coating til medicinske anordninger |
| WO2006050110A2 (en) * | 2004-10-28 | 2006-05-11 | Surmodics, Inc. | Pro-fibrotic coatings comprising collagen for medical implants |
| US20090130293A1 (en) * | 2007-11-16 | 2009-05-21 | David Shykind | Biocompatible coatings for medical devices |
| CN101342387A (zh) * | 2008-08-25 | 2009-01-14 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 钛涂层表面快速生成磷灰石的活化方法 |
-
2012
- 2012-11-01 CN CN201210431500.1A patent/CN103785066B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103785066A (zh) | 2014-05-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ko et al. | Polydopamine-assisted osteoinductive peptide immobilization of polymer scaffolds for enhanced bone regeneration by human adipose-derived stem cells | |
| Georgopoulou et al. | Chitosan/gelatin scaffolds support bone regeneration | |
| He et al. | Peptide LL-37 coating on micro-structured titanium implants to facilitate bone formation in vivo via mesenchymal stem cell recruitment | |
| Kavya et al. | Fabrication and characterization of chitosan/gelatin/nSiO2 composite scaffold for bone tissue engineering | |
| Roessler et al. | Biomimetic coatings functionalized with adhesion peptides for dental implants | |
| Li et al. | Effects of flow shear stress and mass transport on the construction of a large-scale tissue-engineered bone in a perfusion bioreactor | |
| Ao et al. | Fabrication and in vitro evaluation of stable collagen/hyaluronic acid biomimetic multilayer on titanium coatings | |
| CN103785066B (zh) | I型胶原改性的多孔钛涂层及其制备方法 | |
| CN101984144B (zh) | 一种医用钛植入体表面组装矿化胶原梯度涂层的方法 | |
| CN105582576B (zh) | 提高内皮祖细胞外泌体释放并促进骨缺损修复的生物材料、制备方法及用途 | |
| Lim et al. | Human bone marrow-derived mesenchymal stem cells and osteoblast differentiation on titanium with surface-grafted chitosan and immobilized bone morphogenetic protein-2 | |
| Zheng et al. | Enhanced osteoblasts responses to surface-sulfonated polyetheretherketone via a single-step ultraviolet-initiated graft polymerization | |
| Deng et al. | Peptide-decorated nanofibrous niche augments in vitro directed osteogenic conversion of human pluripotent stem cells | |
| CN103894328B (zh) | 在Ti材料表面组装携层粘连蛋白和SDF-1α的纳米颗粒的方法 | |
| Huang et al. | Organic composite-mediated surface coating of human acellular bone matrix with strontium | |
| Cao et al. | 3D printed β-TCP scaffold with sphingosine 1-phosphate coating promotes osteogenesis and inhibits inflammation | |
| Sandrini et al. | In vitro assessment of the osteointegrative potential of a novel multiphase anodic spark deposition coating for orthopaedic and dental implants | |
| Cheng et al. | Improved in vitro angiogenic behavior of human umbilical vein endothelial cells with oxidized polydopamine coating | |
| CN104028434B (zh) | 一种在钛表面构建层粘连蛋白/肝素/SDF-1α抗凝及诱导内皮化多功能层的方法 | |
| Bosetti et al. | Poly‐L‐lactide acid‐modified scaffolds for osteoinduction and osteoconduction | |
| Akdere et al. | Boron mediated 2D and 3D cultures of adipose derived mesenchymal stem cells | |
| Wu et al. | Sodium fluoride under dose range of 2.4–24 μM, a promising osteoimmunomodulatory agent for vascularized bone formation | |
| Liu et al. | Preparation of Icariin and Deferoxamine functionalized poly (l-lactide)/chitosan micro/Nanofibrous membranes with synergistic enhanced Osteogenesis and angiogenesis | |
| Li et al. | Apatite formation induced by chitosan/gelatin hydrogel coating anchored on poly (aryl ether nitrile ketone) substrates to promote osteoblastic differentiation | |
| Soumya et al. | Generation of a biomimetic 3D microporous nano-fibrous scaffold on titanium surfaces for better osteointegration of orthopedic implants |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150415 |