CN104436315A - 具有选择性抑癌作用的表面改性镍钛合金材料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有选择性抑癌作用的表面改性镍钛合金材料及其制备方法和应用，在所述镍钛合金材料的表面具有镍钛层状双氢氧化物和氢氧化镍。本发明的表面改性镍钛合金材料，在表面具有包括镍钛层状双氢氧化物和氢氧化镍的改性层，该改性层为碱性物质，对酸性环境极为敏感。在有癌细胞存在的条件下，改性层稳定性变差，大量镍溶出，从而可实现对癌细胞的杀伤；而在正常条件下，环境pH呈现为弱碱性，改性层较为稳定，镍释放量较少，从而最大程度上降低了改性层对正常细胞的伤害。

Description

具有选择性抑癌作用的表面改性镍钛合金材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种表面改性医用镍钛合金材料及其表面改性方法，具体说，是涉及一种采用碱热处理并后续酸处理和沸水浴对镍钛合金进行表面改性的方法，属于金属材料表面改性技术领域。

背景技术

镍钛合金具有良好的生物相容性及独特的形状记忆效应，是制备医用支架的重要材料，被广泛的应用在由于恶性肿瘤造成的胆管、食道、气管、支气管阻塞的姑息性治疗中(Radiology 1993,187:661-665.)。但镍钛本身并不具备抗癌的特性，在支架植入人体之后，由于恶性肿瘤的侵袭，极易造成支架的再阻塞。频繁的对支架进行更换极大的增加了病患的痛苦，降低了其生命质量。因此，如何实现材料对癌细胞的选择性杀伤，极具研究价值。

镍钛合金中含有大量的镍元素，研究表明镍作为一种毒性元素，在细胞内可通过多种方式诱导细胞的凋亡与坏死，材料适量的镍释放可对癌细胞产生明显的抑制作用。但过量的镍不仅会杀伤癌细胞，也会对正常细胞产生毒副作用甚至具有一定的致敏性(CriticalReviews in Oncology Hematology 2002,42:35-56.)。如何在保证癌细胞被杀伤的同时，不会对正常细胞造成影响目前还没有报道。

肿瘤细胞与正常细胞有着相反的胞内外pH环境。由于代谢过程中大量酸性物质的排出，癌细胞的胞外环境为酸性，而胞内为碱性。癌细胞这种反转的pH环境为实现对肿瘤细胞的特异性杀伤提供了靶标(Biomaterials 2014,35：278-286)。

发明内容

本发明为了解决现有医用镍钛合金存在的不能选择性的抑制癌细胞生长，易造成其所制备的医疗器件发生梗阻的问题，提供一种具有选择性抑癌作用的表面改性镍钛合金材料及其制备方法和应用。

在此，一方面，本发明提供一种具有选择性抑癌作用的表面改性镍钛合金材料，在所述镍钛合金材料的表面具有镍钛层状双氢氧化物(Ni-Ti LDH)和氢氧化镍。

本发明的表面改性镍钛合金材料，在表面具有包括镍钛层状双氢氧化物和氢氧化镍的改性层，该改性层为碱性物质，对酸性环境极为敏感。在有癌细胞存在的条件下，改性层稳定性变差，大量镍溶出，从而可实现对癌细胞的杀伤；而在正常条件下，环境pH呈现为弱碱性，改性层较为稳定，镍释放量较少，从而最大程度上降低了改性层对正常细胞的伤害。即，本发明的表面改性镍钛合金材料的镍释放量可随环境pH的改变发生变化，实现了毒性离子镍的选择性释放，从而对肿瘤细胞有抑制作用，而对正常细胞则无抑制作用，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。

较佳地，所述镍钛层状双氢氧化物和氢氧化镍是在所述镍钛合金材料的表面原位生成的。

较佳地，所述镍钛合金材料中的镍钛原子数比为1：1，表面的镍钛原子数比为(1.5～10)：1，优选为(3.5～10)：1。通过调控镍钛比例，其对酸的敏感程度也可被调节。

较佳地，所述镍钛合金材料的表面为片状的纳米结构或毛线球状的纳米结构。

较佳地，所述片状的纳米结构中纳米片的厚度为30～50nm；所述毛线球状的纳米结构中纳米球的直径为450～550nm，缠成线团的纳米柱宽度为80～120nm。

另一方面，本发明还提供上述具有选择性抑癌作用的表面改性镍钛合金材料的制备方法，包括：以强碱水溶液为水热介质对镍钛合金材料进行水热处理、将经所述水热处理的镍钛合金材料于酸中浸泡进行酸处理、和将经所述酸处理的镍钛合金材料进行沸水浴处理。

本发明通过碱热处理直接在镍钛合金材料表面原位生长对pH敏感的Ni-Ti LDH及Ni(OH)₂，之后通过酸处理除去水热过程中生成的对pH不敏感的钠盐，最后进行沸水浴，以提高材料的稳定性降低材料对正常细胞的伤害。本发明的制备方法简单易行，成本低廉，且制得的材料稳定性好、安全性高。

较佳地，所述强碱水溶液为浓度为5～15M的氢氧化钠或强氧化钾水溶液，所述水热处理的温度为80～160℃，时间为5～12小时，反应釜填充度为40～80％。

较佳地，所述酸处理中，所述酸为浓度为0.05～0.2M的盐酸、硝酸或硫酸，浸泡时间为0.5～4小时，浸泡消耗的酸量为3～10ml/cm²。

较佳地，所述沸水浴处理的处理时间为0.5～2小时。

再一方面，本发明还提供上述具有选择性抑癌作用的表面改性镍钛合金材料在制造与肿瘤组织接触的医用镍钛合金器件中的应用。

本发明的表面改性镍钛合金材料对正常细胞和癌细胞产生了明显的差异性调控。细胞增殖实验证实，经改性的镍钛合金对多种癌细胞如人胆管癌细胞RBE、肝癌细胞SMMC-7721、HepG2等均有明显的抑制作用。而对于正常的胆管细胞HIBEpic，改性后的样品并没有体现出抑制作用，甚至在培育早期还有一定的促进作用。镍释放及电化学测试结果表明，经过高浓度碱热处理后，材料在中性或弱碱性环境下较为稳定，镍释放量较少，但在酸性条件下，材料稳定性降低，镍释放量急剧增大。细胞内的镍含量结果测试表明，在经本发明改性处理后的样品表面培养一段时间后，肿瘤细胞内的镍含量远远高于正常细胞内的镍含量。以上数据表明，改性后的镍钛合金可通过调控不同条件下的镍释放实现对癌细胞的选择性杀伤。

附图说明

图1是经本发明改性处理后的镍钛表面的扫描电镜低倍(a、c、e)和高倍(b、d、f)形貌图。图中HT1#表示经2.5M氢氧化钠碱热处理的镍钛合金，HT2#表示经5M氢氧化钠碱热处理的镍钛合金，HT3#表示经10M氢氧化钠碱热处理的镍钛合金；

图2是经本发明改性处理前后的镍钛表面的XRD谱图。图中NiTi表示未处理的镍钛合金，HT1#表示经2.5M氢氧化钠碱热处理的镍钛合金，HT2#表示经5M氢氧化钠碱热处理的镍钛合金，HT3#表示经10M氢氧化钠碱热处理的镍钛合金；

图3是经本发明改性处理后的镍钛表面镍(a)、钛(b)、氧(c)的XPS高分辨谱图。图中HT1#表示经2.5M氢氧化钠碱热处理的镍钛合金，HT2#表示经5M氢氧化钠碱热处理的镍钛合金，HT3#表示经10M氢氧化钠碱热处理的镍钛合金，“Raw intensity”表示绝对强度，“Peak sum”表示和峰，“Background”表示背景；

图4是经本发明改性处理前后的镍钛在pH分别为4(a)，6.8(b)，7.4(c)的PBS中镍释放情况。图中NiTi表示未处理的镍钛合金，HT1#表示经2.5M氢氧化钠碱热处理的镍钛合金，HT2#表示经5M氢氧化钠碱热处理的镍钛合金，HT3#表示经10M氢氧化钠碱热处理的镍钛合金；

图5是经本发明改性处理前后的镍钛腐蚀电位分析图。图中NiTi表示未处理的镍钛合金，HT1#表示经2.5M氢氧化钠碱热处理的镍钛合金，HT2#表示经5M氢氧化钠碱热处理的镍钛合金，HT3#表示经10M氢氧化钠碱热处理的镍钛合金；

图6是经本发明改性处理前后的镍钛对于癌细胞RBE(a)，SMMC-7721(b)，HepG2(c)以及正常细胞HIBEpic(d)细胞活性的影响测试结果。图中NiTi表示未处理的镍钛合金，HT1#表示经2.5M氢氧化钠碱热处理的镍钛合金，HT2#表示经5M氢氧化钠碱热处理的镍钛合金，HT3#表示经10M氢氧化钠碱热处理的镍钛合金；

图7是经本发明改性处理前后的镍钛对于癌细胞RBE和正常细胞HIBEpic胞内镍含量影响的测试结果。图中NiTi表示未处理的镍钛合金，HT1#表示经2.5M氢氧化钠碱热处理的镍钛合金，HT2#表示经5M氢氧化钠碱热处理的镍钛合金，HT3#表示经10M氢氧化钠碱热处理的镍钛合金。

具体实施方式

以下结合附图和下述实施方式进一步说明本发明，应理解，附图及下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。

本发明的表面改性镍钛合金材料在镍钛表面形成一层主要由镍钛层状双氢氧化物(Ni-Ti LDH)和氢氧化镍构成的改性层。该改性层可以是在镍钛合金材料表面原位生成的。图1示出本发明三个示例的表面改性镍钛合金材料表面改性层的形貌图，由图1可知，该改性层呈片状或毛线球状的纳米结构。形成为片状纳米结构时，纳米片的厚度为30～50nm，且分布均匀，纳米片之间的间距为20～100nm。形成为毛线球状纳米结构时，球的直径为450～550nm，缠成线团的纳米柱宽度为80～120nm。

图2中示出本发明三个示例的表面改性镍钛合金材料表面的XRD谱图(HT1#、HT2#、HT3#)，从图中可以看到材料表面的主晶相成分为Ni-Ti LDH和Ni(OH)₂。图3示出本发明三个示例的表面改性镍钛合金材料表面的镍、钛、氧的XPS高分辨谱图，从图中可以看到钛和镍均以与氢氧根结合的方式存在。O的峰可分为两个峰，分别对应于氧与镍和钛结合时的结合能。XPS数据进一步确定了Ni-Ti LDH和Ni(OH)₂的存在。

本发明的表面改性镍钛合金材料中，未改性部分的镍钛原子数比为1：1，改性表面具有高镍钛比，镍钛原子数比可为(1.5～10)：1，优选为(3.5～10)：1。

本发明的表面改性镍钛合金材料的改性层为碱性物质，对酸性环境极为敏感，同时通过调控镍钛比例，其对酸的敏感程度也可被调节。在有癌细胞存在的条件下，改性层稳定性变差，大量镍溶出，从而可实现对癌细胞的杀伤；而在正常条件下，环境pH呈现为弱碱性，改性层较为稳定，镍释放量较少，从而最大程度上降低了改性层对正常细胞的伤害。图4示出本发明三个示例的表面改性镍钛合金材料与未表面改性镍钛合金材料在pH分别为4(a)，6.8(b)，7.4(c)的PBS中镍释放情况。从图中可以看出，本发明的表面改性镍钛合金材料的镍释放量在偏碱性的环境下与未表面改性镍钛合金材料的相当，但当pH降低时，其镍的释放量急剧增加。pH越低，镍释放量越大。此外，图3中的HT1#、HT2#、HT3#的表面镍钛比依次增大，从图3还可以看出，表面改性镍钛合金材料表面镍钛比越大，则对酸的敏感程度越高，在同样的酸性条件下镍释放量越大。

本发明的表面改性镍钛合金材料通过实现毒性离子镍的选择性释放，从而实现对肿瘤细胞的选择性抑制。图6示出本发明三个示例的表面改性镍钛合金材料与未表面改性镍钛合金材料对于癌细胞RBE(a)，SMMC-7721(b)，HepG2(c)以及正常细胞HIBEpic(d)细胞活性的影响测试结果。从图中可以看到，本发明的表面改性镍钛合金材料可有效抑制癌细胞的增殖，而对于正常细胞并无明显抑制作用，即对癌细胞具有选择性杀伤的作用。图7示出本发明三个示例的表面改性镍钛合金材料与未表面改性镍钛合金材料对于癌细胞RBE和正常细胞HIBEpic胞内镍含量影响的测试结果。从图中可以看到，本发明的表面改性镍钛合金材料在癌细胞内镍含量有了极大的提高，而在正常细胞内镍含量与未表面改性镍钛合金材料相当，且均处于相对较低的水平。由此表明本发明的表面改性镍钛合金材料表面上的镍可选择性的进入癌细胞当中，从而诱发其对癌细胞的选择性杀伤效应。

本发明中，可以采用碱热处理并结合后续酸处理以及沸水浴在镍钛合金材料表面构造上述对pH敏感的改性层。具体而言，先对镍钛合金进行碱热处理，之后立即将经过碱热处理后的镍钛合金进行酸处理，从而除去水热过程中生成的对pH不敏感的钠盐。最后进行沸水浴，以提高材料的稳定性降低材料对正常细胞的伤害。

所述碱热处理的工艺参数可为：水热介质为浓度为5～15M的氢氧化钠或氢氧化钾，温度为80～160℃，时间为5～12h，反应釜填充度为40～80％。在一个优选示例中，采用氢氧化钠为水热介质，所采用碱浓度为10M，碱热温度为120℃，时间为8h。通过调节碱热处理参数，可以调节表面镍钛比。图2示出经不同浓度碱处理的镍钛合金表面的XRD谱图，图3示出经不同碱浓度处理的镍钛合金表面的镍(a)、钛(b)、氧(c)的XPS高分辨谱图，其中HT1#、HT2#、HT3#表示碱浓度分别为2.5M、5M、10M。由图2、3可知，碱热处理中的碱浓度越大，所制得的表面改性镍钛合金材料表面镍钛比越大。另外，碱浓度对表面改性镍钛合金材料的稳定性也有影响。图5示出本发明经不同浓度碱热处理的镍钛合金与未经表面改性的镍钛合金的镍钛腐蚀电位分析图。图中NiTi表示未处理的镍钛合金，HT1#表示经2.5M氢氧化钠碱热处理的镍钛合金，HT2#表示经5M氢氧化钠碱热处理的镍钛合金，HT3#表示经10M氢氧化钠碱热处理的镍钛合金。由图5可知，碱浓度较低时经碱热处理会使材料稳定性下降，而高浓度碱热处理反而可使材料的稳定性增加。

所述酸处理具体工艺参数可为：所采用的酸为盐酸、硝酸或硫酸，酸浓度为0.05～0.2M，浸泡时间为0.5～4h，浸泡消耗的酸量为3-10ml/cm²(即每cm²镍钛合金所消耗的酸的体积)。在一个优选示例中，采用盐酸进行酸处理，酸处理浸泡时间为2h，浸泡消耗的盐酸量为5ml/cm²。

所述沸水浴的工艺参数可为：沸水浴时间为0.5～2h。在一个优选的方式中，沸水浴时间为1h，采用的水为去离子水，水浴方式为将样品悬挂于水浴锅中心部位进行。

上述进行表面改性的镍钛合金材料中镍钛原子数比可为1:1。

经过本发明改性方法处理得到的镍钛合金对正常细胞和癌细胞产生了明显的差异性调控。细胞增殖实验证实，经改性的镍钛合金对多种癌细胞如人胆管癌细胞RBE，肝癌细胞SMMC-7721，HepG2等均有明显的抑制作用。而对于正常的胆管细胞HIBEpic，改性后的样品并没有体现出抑制作用，甚至在培育早期还有一定的促进作用。镍释放及电化学测试结果表明，经过高浓度碱热处理后，材料在中性或弱碱性环境下较为稳定，镍释放量较少，但在酸性条件下，材料稳定性降低，镍释放量急剧增大。细胞内的镍含量结果测试表明，在经本发明改性处理后的样品表面培养一段时间后，肿瘤细胞内的镍含量远远高于正常细胞内的镍含量。以上数据表明，改性后的镍钛合金可通过调控不同条件下的镍释放实现对癌细胞的选择性杀伤。

下面结合实施例对本发明做进一步详细、完整地说明，但并不限制本发明的内容。下面进一步例举实施例以详细说明本发明。应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，而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作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等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

将直径为12mm厚度为1mm的镍钛圆片，依次用酒精、去离子水和超声清洗干净，每次15min。以2.5M NaOH作为介质进行水热处理，水热温度为120℃，时间为8h。水热后用大量去离子水涮洗，之后先后进行酸处理和沸水浴。酸处理时，将样品浸泡于0.1M稀盐酸中，稀盐酸的用量为每片样品对应于5ml稀盐酸。浸泡时间为2h。沸水浴时，需将样品悬吊于水浴锅中心，使样品完全被水浸没。水浴锅中所盛装的水为去离子水，水浴时间为1h。

图1(HT1#)是经本实施例改性处理得到的镍钛表面形貌的扫描电镜图片，从图中可以看到，处理后表面呈现为片状的纳米结构，纳米片的厚度在40nm左右，且分布均匀。图2(NiTi)和(HT1#)分别是未经过任何处理和经本实施例改性处理得到的材料表面的XRD谱图，从图中可以看到对于未经处理的样品，从其XRD图谱中只能看到NiTi的特征峰。而经过本实施例改性后，材料表面的主晶相成分变为Ni-Ti LDH和Ni(OH)₂。图3(HT1#)是经过本实施例改性处理得到材料表面的镍、钛、氧的高分辨谱图，从图中可以看到钛和镍均以与氢氧根结合的方式存在。O的峰可分为两个峰，分别对应于氧与镍和钛结合时的结合能。XPS数据进一步确定了Ni-Ti LDH和Ni(OH)₂的存在。表面镍钛比为1.6：1。

实施例2

将直径为12mm厚度为1mm的镍钛圆片，依次用酒精、去离子水和超声清洗干净，每次15min。以5M NaOH作为介质进行水热处理，并先后进行酸处理和沸水浴，其具体的工艺参数如实施例1所述。

图1(HT2#)是经本实施例改性处理得到的镍钛表面形貌的扫描电镜图片。经本实施例改性处理得到的表面仍呈现为片状结构，但片之间的间距变短，分布更密集。图2(HT2#)是经本实施例改性处理得到的材料表面的XRD谱图，图3(HT2#)是经过本实施例改性处理得到材料表面的镍、钛、氧的高分辨谱图。从XRD和XPS结果可以看到材料表面成分仍以Ni-Ti LDH和Ni(OH)₂为主，但相较于实施例1，材料表面的镍钛比有所升高，表面镍钛比为3.5：1。

实施例3

将直径为12mm厚度为1mm的镍钛圆片，依次用酒精、去离子水和超声清洗干净，每次15min。以10M NaOH作为介质进行水热处理，并先后进行酸处理和沸水浴，其具体的工艺参数如实施例1所述。

图1(HT3#)是经本实施例改性处理得到的镍钛表面形貌的扫描电镜图片。经本实施例改性处理得到的表面出现毛线球状的纳米结构，球的直径约在500nm左右，缠绕成线团的纳米柱宽度在100nm左右。图2(HT3#)是经本实施例改性处理得到的材料表面的XRD谱图，图3(HT3#)是经过本实施例改性处理得到材料表面的镍、钛、氧的高分辨谱图。从XRD和XPS结果可以看到材料表面成分仍以Ni-Ti LDH和Ni(OH)₂为主，但从XPS氧的高分辨谱图中可以看出经过该实施例处理后，材料表面镍的比例有极大的提升，表面镍钛比为7.1：1。

实施例4

对未改性样品及上述实施例改性得到样品进行镍释放的测试：分别将各样品浸泡于10mlPBS中。特定时间后取出浸泡液，利用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-OES)测试镍的释放量。为测试不同pH下镍的释放情况，分别将PBS的pH用盐酸调节至4、6.8、7.4。

图4是经过上述实施例处理后得到的不同pH下各样品镍释放情况。从图中可以看出，对于各组处理过的样品来说都是pH越低，镍释放量越大。此外还可以看到，经过实施例3处理的样品在偏碱性的环境下，镍的释放量并不是最大，但当pH降低时，其镍的释放量急剧增加，成为镍释放量最大的样品。这表明经过实施例3处理的样品在中性条件下具有较高的稳定性，但在酸性环境中其稳定性变差，说明高浓度的碱热处理可使的材料表面对酸性条件敏感性增加。

实施例5

对未经处理的样品及上述实施例改性处理得到样品进行耐腐性能测试：测试样品为工作电极、石墨棒为对电极、甘汞电极为参比电极，利用电化学工作站(上海辰华CHI760C)测试材料的耐腐性能。

图5是上述实施例改性处理得到的各组样品的腐蚀电位分析图，从图中可以看到经过实施例1和实施例2处理后得到的样品相较于NiTi而言，腐蚀电位负向移动；而实施例3处理后得到的样品腐蚀电位正向移动。说明经过碱浓度较低时经碱热处理会使材料稳定性下降，而高浓度碱热处理反而可使材料的稳定性增加。

实施例6

采用人胆管癌细胞RBE，人肝癌细胞SMMC-7721和HepG2体外培养实验评估经上述实施例1、2和3改性处理所得镍钛材料对癌细胞活性的影响，采用人肝内胆管上皮细胞HIBEpic体外培养实验评估经上述实施例1、2和3改性处理所得镍钛材料对正常细胞活性的影响。利用阿尔玛蓝(AlamarBlue^TM，AbD serotec Ltd，UK)试剂盒检测细胞在材料表面的增殖情况。方法如下：

1)将使用75％乙醇灭菌的样品放入24孔培养板中，每孔滴加1mL密度为5×10⁴cell/mL细胞悬液；

2)将细胞培养板放入5％CO₂饱和湿度的细胞培养箱中36.5℃孵化18h；

3)吸去细胞培养液，用PBS清洗样品表面后，将样品移至新的24孔板内，放入培养箱中继续培养；

4)细胞培养1、4和7天后，吸去原培养液，加入含有5％阿尔玛蓝(AlamarBlue^TM)染液的新培养液，将培养板置于培养箱中培养4h后，从每孔取出100μL培养液放入96孔板中；5)利用酶标仪(BIO-TEK，ELX800)测量各孔在570nm和600nm波长下的吸光度值。按照以下公式计算AlamarBlue^TM被细胞还原的百分率：

公式：

$\frac{\mathrm{117,216}\×A^{{\mathrm{\λ}}_1}-\mathrm{80,586}\×A^{{\mathrm{\λ}}_2}}{\mathrm{155,677}\×A^{\′{\mathrm{\λ}}_2}-\mathrm{14,652}\×A^{\′{\mathrm{\λ}}_1}}\×100\%$

其中：A为吸光度值，A’为阴性对照孔的吸光度值，λ₁＝570nm，λ₂＝600nm。

图6是经上述改性实施例1、2、3改性的镍钛合金和未改性的镍钛合金对胆管癌细胞RBE(a)，肝癌细胞SMMC-7721(b)，HepG2(c)及正常细胞人肝内胆管上皮细胞HIBEpic(d)，细胞增殖的实验结果。从图中可以看到，经实施例1处理的样品可促进癌细胞的增殖，而经过实施例2、3处理的样品可有效抑制所有测试的癌细胞的增殖，特别是经过实施例3处理过的样品其对癌细胞甚至有明显的杀伤作用。而经过处理后的各组样品对于正常细胞并无明显抑制作用，在培育早期，经过实施例3处理的样品甚至还能在一定程度上促进正常细胞的增殖。上述结果表明，经过实施例2、3处理的样品，特别是经过实施例3处理的样品对癌细胞具有选择性杀伤的作用。

实施例7

采用人胆管癌细胞RBE，人肝内胆管上皮细胞HIBEpic体外培养实验评估经上述实施例1、2和3改性处理所得镍钛材料对癌细胞与正常细胞内镍含量的影响。利用ICP-OES对胞内镍含量进行测试，方法如下：

1)将使用75％乙醇灭菌的样品放入24孔培养板中，每孔滴加1mL密度为5×10⁴cell/mL细胞悬液；

2)将细胞培养板放入5％CO₂饱和湿度的细胞培养箱中36.5℃培养24h；

3)吸去细胞培养液，用PBS清洗样品表面后，将样品移至新的24孔板内；

4)用胰酶将细胞从样品表面消化下来，装进离心管1000r离心5min；

5)利用红细胞计数板数出细胞个数，再次在相同参数下离心；

6)去除上清液，加入500μL浓硝酸，放置过夜；

7)第二天，80℃水浴4h，使细胞完全裂解，加入超纯水将其稀释至5ml；

8)通过ICP-OES测试溶液内镍浓度，并根据细胞总数算出单位数目细胞内镍的含量。

图7是经上述实施例得到的经过实施例1、2、3改性得到的镍钛合金和未经处理的镍钛合金，在其表面培养的癌细胞和正常细胞胞内的镍含量。从图中可以看到，对于癌细胞，经过实施例1、2处理的样品，其胞内镍含量相较于未经改性的样品并无太大区别；而对于经过实施例3处理的样品其胞内镍含量有了极大的提高。对于正常细胞，各组样品表面培养的细胞中胞内镍含量并无明显差异，且均处于相对较低的水平。上述结果表明，经过实施例3处理的镍钛合金，其表面上的镍可选择性的进入癌细胞当中，从而诱发其对癌细胞的选择性杀伤效应。

产业应用性：本发明赋予了镍钛合金选择性抑癌特性，可被广泛应用于与肿瘤组织接触的镍钛合金医疗器械的表面改性。

Claims (10)

1.一种具有选择性抑癌作用的表面改性镍钛合金材料，其特征在于，在所述镍钛合金材料的表面具有镍钛层状双氢氧化物和氢氧化镍。

2.根据权利要求1所述的具有选择性抑癌作用的表面改性镍钛合金材料，其特征在于，所述镍钛层状双氢氧化物和氢氧化镍是在所述镍钛合金材料的表面原位生成的。

3.根据权利要求1或2所述的具有选择性抑癌作用的表面改性镍钛合金材料，其特征在于，所述镍钛合金材料中的镍钛原子数比为1：1，表面的镍钛原子数比为（1.5～10）：1。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的具有选择性抑癌作用的表面改性镍钛合金材料，其特征在于，所述镍钛合金材料的表面为片状的纳米结构或毛线球状的纳米结构。

5.根据权利要求4所述的具有选择性抑癌作用的表面改性镍钛合金材料，其特征在于，所述片状的纳米结构中纳米片的厚度为30～50nm；所述毛线球状的纳米结构中纳米球的直径为450～550nm，缠成线团的纳米柱宽度为80～120nm。

6.一种权利要求1至5中任一项所述的具有选择性抑癌作用的表面改性镍钛合金材料的制备方法，其特征在于，包括：以强碱水溶液为水热介质对镍钛合金材料进行水热处理、将经所述水热处理的镍钛合金材料于酸中浸泡进行酸处理、和将经所述酸处理的镍钛合金材料进行沸水浴处理。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述强碱水溶液为浓度为5～15M的氢氧化钠或氢氧化钾水溶液，所述水热处理的温度为80～160℃，时间为5～12小时，反应釜填充度为40～80%。

8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述酸处理中，所述酸为浓度为0.05～0.2M的盐酸、硝酸或硫酸，浸泡时间为0.5～4小时，浸泡消耗的酸量为3～10ml/cm²。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述沸水浴处理的处理时间为0.5～2小时。

10.一种权利要求1至5中任一项所述的具有选择性抑癌作用的表面改性镍钛合金材料在制造与肿瘤组织接触的医用镍钛合金器件中的应用。