CN108187135A - 基于聚多巴胺修饰的多功能钛种植体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供基于聚多巴胺修饰的多功能钛种植体及其制备方法，该多功能钛种植体是通过在预活化的钛金属表面添加硅烷偶联剂与多巴胺进行自聚合反应，然后在自聚合反应所得聚多巴胺涂层表面接枝功能基团，最后所得的多功能钛种植体，其聚多巴胺涂层与钛金属表面的结合强度为4.5‑6.5MPa。该多功能钛种植体具有多孔表面结构，不但具有良好的细胞生物相容性，而且对种植体周围炎特异细菌具有高效的抗菌效果，特别是对多菌种具有显著的协同抗菌效果，其制备方法具有工艺简单、适于推广的特性。

Description

基于聚多巴胺修饰的多功能钛种植体及其制备方法
技术领域
本发明属于生物材料领域，涉及基于聚多巴胺修饰的多功能钛种植体及其制备方法。
背景技术
目前，临床上牙种植体的失效往往是由于种植体周围软组织与种植体材料不能形成致密的结合以及细菌的感染，从而导致种植的失败。因此，种植体与软组织的结合能力和抗菌性能(尤其是多菌种抗菌性)对种植体的成功应用至关重要。
现有牙种植体主要由钛金属基底和包覆于钛金属基体表面的涂层构成，但存在涂层与钛金属基体的结合强度较低及涂层中的抗菌因子缺乏多菌种抗菌性的问题，因而难以抑制引起牙种植体周围炎的S.sanguinis，P.gingivalis、F.nucleatum等细菌的繁殖，影响种植体的成功应用。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的不足，提供基于聚多巴胺修饰的多功能钛种植体及其制备方法，以提高聚多巴胺涂层与钛金属基体的结合强度和对引起种植体周围炎特异性细菌的抗菌性能，并具有良好的生物相容性。
为实现上述目的，本发明采用由以下技术措施构成的技术方案。
本发明所提供的基于聚多巴胺修饰的多功能钛种植体，由表面具有多孔结构的钛金属基体、包覆于钛金属基体表面并与钛金属基体表面紧密结合的聚多巴胺涂层及固定在聚多巴胺涂层上的抗菌组分和活性组分构成。所述聚多巴胺涂层与钛金属基体的结合强度为4.5～6.5MPa。所述抗菌组分为二甲基氨基十二烷基甲基丙烯酸酯、羧甲基壳聚糖、二甲胺四环素、抗菌多肽GL13K、甲氨蝶呤、抗生素中的至少一种；所述活性组分为羟基磷灰石、骨形态发生蛋白2、精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸多肽、纤维连接蛋白、层粘连蛋白、乳铁蛋白中的至少一种。
本发明所述基于聚多巴胺修饰的多功能钛种植体的制备方法，包括以下步骤：
(1)将钛金属活化预处理，得到表面具有多孔结构的钛金属基体；
(2)将多巴胺盐酸盐溶解于弱碱性有机缓冲液中，再加入硅烷偶联剂及功能组分并搅拌溶解得混合沉积液，然后将步骤(1)所得钛金属基体浸泡在混合沉积液中，在室温下搅拌反应至少24h，反应时间到达后，除去混合沉积液，得钛种植体粗品；所述有机缓冲液的量能完全溶解多巴胺盐酸盐、硅烷偶联剂及功能组分即可，多巴胺盐酸盐质量：硅烷偶联剂物质的量＝(90～110)mg：(5～30)mmol；所述功能组分为抗菌组分和活性组分，抗菌组分和活性组分的量根据它们的具体类型和种植体的功能要求确定；
(3)将步骤(2)所得钛种植体粗品用去离子水清洗，得多功能钛种植体。
通常地，步骤(1)所述钛金属活化预处理，是通过现有碱热处理方法对钛金属表面进行活化预处理，可参照文献(Journal of Biomedical Materials Research Part A2003；67:26-35)进行处理。为了更适应本发明，步骤(1)所述钛金属活化预处理，是将钛金属表面用280～1200目的金相砂纸进行抛光处理为镜面，然后依次放置于去离子水、丙酮、乙醇和去离子水中分别进行超声清洗5～30min，超声清洗结束后，将其浸泡在浓度为5～10mol/L的NaOH溶液中，加热至55～60℃放置至少24h，放置时间到达后，除去NaOH溶液，用去离子水清洗至中性，再将其浸泡在去离子水中，加热至40～50℃放置至少24h，放置时间到达后，去除去离子水，将其在40～50℃下干燥至少24h，干燥时间到达后，将其放入马弗炉中，以5～10℃/min的加热速度将炉温升至600～800℃并保温至少1h，保温时间到达后，随炉冷却至室温，即得到表面具有多孔结构的钛金属基体。
本发明所述方法，步骤(2)中所述弱碱性有机缓冲液为三羟甲基氨基甲烷缓冲液(Tris-Buffer)、硼酸缓冲液、碳酸氢钠缓冲液或磷酸缓冲液，且pH＝8.0-8.8。
本发明所述方法，步骤(2)中所述硅烷偶联剂为四乙氧基硅烷(TEOS)、(3-氯丙基)三乙氧基硅烷(CPTES)或氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)。
本发明所述方法，抗菌组分为二甲基氨基十二烷基甲基丙烯酸酯(DMADDM)、羧甲基壳聚糖(CMCS)、二甲胺四环素、抗菌多肽GL13K、甲氨蝶呤、抗生素中的至少一种；活性组分为羟基磷灰石(HA)、骨形态发生蛋白2(BMP-2)、精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸多肽(RGD多肽)、纤维连接蛋白(FN)、层粘连蛋白(LN)、乳铁蛋白(LF)中的至少一种。
优选地，所述抗菌组分为二甲基氨基十二烷基甲基丙烯酸酯、活性组分为羟基磷灰石时，步骤(2)的混合沉积液中，多巴胺盐酸盐质量：硅烷偶联剂物质的量：羟基磷灰石质量：二甲基氨基十二烷基甲基丙烯酸酯质量＝(90～110)mg：(5～30)mmol：(100～200)mg：(20～200)mg。
通常地，步骤(3)中所述用去离子水清洗，是用去离子水进行超声清洗至少30min，超声功率：300W，超声频率：140KHz。该步骤用于除去钛种植体粗品表面结合强度弱的PDA和SiO2/PDA涂层，从而得到多功能钛种植体成品。
本发明具有如下的有益效果：
1、本发明所述多功能钛种植体可根据多菌种抗菌需求选择不同的抗菌功能组分，特别是聚多巴胺涂层通过固定二甲基氨基十二烷基甲基丙烯酸酯后对牙植体周围炎特定细菌具有高效的抗菌效果。
2、本发明所述多功能钛种植体的钛合金表面聚多巴胺涂层与钛合金表面结合强度高达6.5MPa，从而提高了涂层的稳定性。
3、本发明所述制备方法对钛金属进行了预活化处理形成表面具有多孔结构的钛金属基体，该多孔结构特征有利于软组织的向内生长和进一步改性，提高了种植体的密封性能
4、本发明所述制备方法工艺简单、可选择性强并适于推广。
附图说明
图1为本发明所述的基于聚多巴胺修饰的多功能钛种植体的制备工艺流程图。
图2为本发明测试例1-5所得测试产品的钛合金表面聚多巴胺涂层与钛合金表面的结合强度图。
图3为本发明实施例1-5所得产品表面涂层的SEM图。
图4为本发明实施例1-5所得产品表面涂层的粗糙度图。
图5为本发明实施例1-5所得产品表面涂层的FTIR红外图谱。
图6为本发明实施例1-5所得产品表面涂层对牙龈成纤维细胞的活性检测图。
图7为本发明实施例1-5所得产品表面涂层的单菌种抗菌性能评价图。
图8为本发明实施例1-5所得产品表面涂层的多菌种抗菌性能评价图。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步说明。值得指出的是，所给出的实施例不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整仍应属于本发明保护范围。
实施例1
本实施例中，基于聚多巴胺修饰的多功能钛牙植体的制备方法步骤如下：
(1)将钛金属表面依次用280、320、400、600、800、1000和1200目的金相砂纸进行抛光处理为镜面，然后依次放置于去离子水、丙酮、乙醇和去离子水中分别进行超声清洗30min，超声清洗结束后，将其浸泡在浓度5mol/L的NaOH溶液中，加热至60℃放置24h，时间到达后，除去NaOH溶液，然后用去离子水清洗至中性，再将其浸泡在去离子水中，加热至40℃放置24h，时间到达后，去除去离子水，将其在40℃下干燥24h，然后将其放入马弗炉中，以5℃/min的加热速度将炉温升至600℃并保温1h，保温时间到达后，停止马弗炉的加热，待马弗炉冷却至室温取出，所得即为表面具有多孔结构的钛金属基体；
(2)将多巴胺盐酸盐搅拌溶解于弱碱性有机缓冲液中，然后再加入硅烷偶联剂和功能组分，搅拌溶解得混合沉积液，将钛金属基体浸泡在混合沉积液中，于室温下搅拌反应24h，反应时间到达后，除去混合沉积液，得钛种植体粗品；混合沉积液的组成见表1；
(3)将步骤(2)所得钛种植体粗品用去离子水进行超声清洗30min，超声功率：300W，超声频率：140KHz，得多功能钛牙植体，其标记见表1。
表1
实施例2
本实施例所述基于聚多巴胺修饰的多功能钛牙植体的制备方法，与实施例1的不同之处是混合沉积液按表2的组分及含量配制。所得多功能钛牙植体标记见表2。
表2
实施例3
本实施例所述基于聚多巴胺修饰的多功能钛牙植体的制备方法，与实施例1的不同之处是混合沉积液按表3的组分及含量配制。所得多功能钛牙植体标记见表3。
表3
实施例4
本实施例所述基于聚多巴胺修饰的多功能钛牙植体的制备方法，与实施例1的不同之处是混合沉积液按表4的组分及含量配制。所得多功能钛牙植体标记见表4。
表4
实施例5
本实施例所述基于聚多巴胺修饰的多功能钛牙植体的制备方法，与实施例1的不同之处是混合沉积液按表5的组分及含量配制。所得多功能钛牙植体标记见表5。
表5
测试例1-5
测试例1-5制备的测试品是多孔结构的钛金属基体与包覆于钛金属基体表面的聚多巴胺涂层的结合体。五个测试例制备测试品的原料组分和工艺步骤、工艺相同，所不同的是混合沉积液中硅烷偶联剂——四乙氧基硅烷的含量。
测试品制备的步骤如下：
(1)预活化钛金属，得到表面具有多孔结构的钛金属基体；
将钛金属表面依次用280、320、400、600、800、1000和1200目的金相砂纸进行抛光处理为镜面，然后依次放置于去离子水、丙酮、乙醇和去离子水中分别进行超声清洗30min，超声清洗结束后，将其浸泡在浓度5mol/L的Na0H溶液中，加热至60℃放置24h，时间到达后，除去Na0H溶液，然后用去离子水清洗至中性，再将其浸泡在去离子水中，加热至40℃放置24h，时间到达后，去除去离子水，将其在40℃下干燥24h，然后将其放入马弗炉中，以5℃/min的加热速度将炉温升至600℃并保温1h，保温时间到达后，停止马弗炉的加热，待马弗炉冷却至室温取出，所得即为表面具有多孔结构的钛金属基体；
(2)将100mg多巴胺盐酸盐搅拌溶解于20mL三羟甲基氨基甲烷缓冲液(PH＝8.5)中，然后加入四乙氧基硅烷(Tetraethyl orthosilicate，TEOS)，搅拌溶解得混合沉积液，将钛金属基体浸泡在混合沉积液中，在室温下搅拌反应24h，反应时间到达后，用去离子水超声清洗样品(超声功率：300W，超声频率：140KHz)，然后烘干，得测试产品；各测试例中，四乙氧基硅烷的添加量及测试产品的标记见表6；
表6
四乙氧基硅烷添加量(mmol) 测试产品标记
测试例1 0 AH-Ti-OSiPDA
测试例2 5 AH-Ti-5SiPDA
测试例3 15 AH-Ti-15SiPDA
测试例4 30 AH-Ti-30SiPDA
测试例5 40 AH-Ti-40SiPDA
将上述测试例1-5所得测试产品进行涂层与基底钛金属之间结合强度的测试，采用划痕法来测定涂层与基底材料之间的结合强度，具体的操作为：将测试产品平整的放在仪器上，采用半径为200μm的金刚钻头，以5.25mm/min的速度在样品表面划动。实验过程中加载力控制在0.03-15.0N之间，当出现了7mm长的的划痕时，实验结束。实验中每个测试产品重复三次测试。涂层的结合强度用涂层脱落下来时的加载力与所脱落涂层的面积之比值来表示，测试结果如图2所示。从图2可以看出，当四乙氧基硅烷添加量为5mmol时，钛合金表面聚多巴胺涂层与钛合金表面结合强度为4.5Mpa左右，四乙氧基硅烷添加量为30mmol时，钛合金表面聚多巴胺涂层与钛合金表面结合强度达到最佳值，约为6.5Mpa。
各实施例所得多功能钛牙植体的理化检测：
各实施例产品表面涂层的扫描电镜图如图3所示，图3中，a为实施例1制备的AH-Ti-PDA-HA，b为实施例2制备的AH-Ti-PDA-HA-CMCS，c为实施例3制备的AH-Ti-PDA-HA-DMADDM-1，d为实施例4制备的AH-Ti-PDA-HA-DMADDM-5，e为实施例5制备的AH-Ti-PDA-HA-DMADDM-10。从SEM图中可知，加入羟基磷灰石(HA)和羧甲基壳聚糖(CMCS)后，涂层表面能够保持碱热处理后形成的多孔结构，但是在表面上可以观察到一些沉积物的存在(图3中a和b)，而随着二甲基氨基十二烷基甲基丙烯酸酯(DMADDM)含量的增加，涂层的表面形貌发生了极大地变化，在材料表面面沉积了一层大小不一的球形颗粒物(图3中c、d、e)。
将室温干燥后，用原子力显微镜依次对观察，得到各实施例产品的表面涂层的粗糙度数值如图4所示，从图4中可知，实施例1至实施例5所制备的钛牙植体表面涂层的粗糙度依次逐渐增加，但是均小于0.2μm，符合经皮植入体对粗糙度的要求。
将各实施例产品真空干燥后，将涂层刮下来与溴化钾以质量比1:100混合研磨，用压片机压成透明薄片。室温下，在4000-400cm-1波段得到各实施例产品的红外吸收光谱图，各实施例产品表面涂层的化学成分如图5所示，图5中，a为实施例1制备的AH-Ti-PDA-HA，b为实施例2制备的AH-Ti-PDA-HA-CMCS，c为实施例3制备的AH-Ti-PDA-HA-DMADDM-1，d为实施例4制备的AH-Ti-PDA-HA-DMADDM-5，e为实施例5制备的AH-Ti-PDA-HA-DMADDM-10。从图5所示FTIR红外谱图可知，1350cm-1和1600cm-1分别是邻苯二酚的伸缩振动峰和变形振动峰，3500cm-1是伯氨的伸缩振动峰，而3450cm-1和1080cm-1分别是O-H和P-O伸缩振动峰，因此表明：PDA涂层和HA成功的固定到AH-Ti表面上(图5中a)；除了PDA(1350cm-1，1600cm-1，3500cm-1)和HA(3450cm-1，1080cm-1)的特征峰，新出现的1411cm-1和1596cm-1是COO-的非对称和对称伸缩振动峰，表明PDA，HA和CMCS成功的固定到了材料上(图5中b)；可以观察到PDA(1600cm-1，3500cm-1和1350cm-1)，HA(3450cm-1和1080cm-1)，新出现的2960cm-1是—CH3的不对称伸缩振动峰，887cm-1是CH2＝C的变形振动峰，1731cm-1是C＝O的伸缩振动峰，1240cm-1和1148cm-1是—C—O—C—的不对称和对称伸缩振动峰，1100cm-1是C—N的伸缩振动峰，表明PDA，HA和DMADDM成功的固定到了材料上(图5中c、d、e)。
细胞活性评价
原代人牙龈成纤维细胞(HGFs)，可由武汉普诺赛生命科技有限公司购买得到，将细胞在含有10％的FBS，100U/mL的青霉素/链霉素和2mM的谷氨酸盐的DMEM高糖培养基，在37℃，5％CO2的条件下培养。当细胞的融合度达到90％左右时，用无菌的PBS清洗三次，用1mL 0.25％胰蛋白酶/EDTA消化细胞大约20s，迅速移除消化液，加入3mL的DMEM培养基终止消化，并将细胞吹打均匀。将1mL的细胞悬液加入到新的培养皿中，再加入9mL DMEM培养基，在37℃，5％CO2的条件下培养。每个两天换一次培养液。当细胞传代至2-6代时，用于细胞实验。采用2-(2-甲氧基-4-硝苯基)-3-(4-硝苯基)-5-(2,4-二磺基苯)-2H-四唑单钠盐(CellCounting Kit-8,CCK-8)来评价各实施例产品的细胞毒性。将各实施例产品放在培养皿中，加入75％的乙醇，在超净台中紫外照射过夜。然后将各实施例产品转移到24孔板中，用PBS清洗三次，然后向每孔中加入1mL无血清的DMEM浸泡24h后，去除培养基，用PBS清洗三次。将HGF以细胞密度为1×105cells/孔的密度接种到各实施例产品上。在培养箱中孵育24h后，移除培养液，用无菌的PBS清洗三次，向每孔中加入500μL的DMEM(含50μL的CCK-8溶液)，在培养箱中孵育2h。将收集液转移到96孔板中，每孔200μL，用酶标仪在450nm测量吸光度，所有的实验重复三次。各实施例产品的生物相容性结果如图6所示，从图6中可知，各实施例产品的细胞活性均大于88％，但是DMADDM的加入对细胞的活性略有影响。实验结果表明，各实施例产品均具有良好的生物相容性。
单菌种抗菌性能评价
实验过程中所用的血链球菌、梭形杆菌和牙龈卟啉单胞菌可由广东省微生物菌种保藏中心购买得到。将血链球菌(Streptococcus sanguinis,SK1)用BHI培养基在厌氧条件下(90％N2，5％CO2，5％H2)培养5h，梭形杆菌(Fusobacterium nucleatum,ATCC25586)和牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis,ATCC33277)用BHI+1％hemin+1％Vk培养基，在厌氧条件下培养15h，使细菌处于对数生长期。用BHI培养将血链球菌稀释10倍，用BHI+1％hemin+1％Vk培养基将梭形杆菌和牙龈卟啉单胞菌稀释10倍。将各实施例产品放入24孔板中，每孔中加入1mL的菌液，在厌氧条件下培养24h后，去除原培养基，用PBS清洗三次，将其转移至新的24孔板中，每孔加入1mL的培养基再培养24h，形成生物膜。将细菌与各实施例产品共同培养48h后形成的生物膜用PBS清洗三次，依次向每孔中加入1mL的MTT染色剂(0.5mg/mL的MTT加入到PBS中)，在37℃厌氧条件培养1h，去除MTT染色液，用PBS清洗三次，将各实施例产品转移到新的24孔板中，向每孔中加入1mL的DMSO(二甲基亚砜)，室温下避光，在摇床上以80rmp的速度震荡20min。用移液枪吸取200μL/孔的混合溶液到96孔板中，用酶标仪在540nm下，测量吸光度的值。所有实验重复三次。实验中用引起牙种植体周围炎的特定细菌S.sanguinis，P.gingivalis和F.nucleatum来评价各实施例产品的抗菌性能，实验结果如图7所示。
从图7中可知，对P.gingivalis，加入CMCS后，能够显著降低OD值，表明CMCS对P.gingivalis具有显著的抗菌作用；当加入相同量的DMADDM后，在AH-Ti-PDA-HA-DMADDM-1上的OD值较AH-Ti-PDA-HA-CMCS上显著降低，而且随着实施例DADDM量的增加，抗菌效果在显著增加，结果表明DMADDM对P.gingivalis的抗菌效果优于CMCS。对S.sanguinis，加入CMCS后能够显著降低S.sanguinis在AH-Ti-PDA-HA-CMCS上的粘附，表明CMCS对S.sanguinis具有良好的抗菌作用；当加入相同量的DMADDM后，极大地减少了S.sanguinis的粘附，并且随着实施例DMADDM量的增加，抗菌性能逐渐增加，表明DMADDM对S.sanguinis的抗菌性能优于CMCS。对F.nucleatum，加入CMCS后，与AH-Ti-PDA-HA相比，在AH-Ti-PDA-HA-CMCS上的OD值降低了约2倍，表明CMCS对F.nucleatum具有显著的抗菌性能。当加入相同量的DMADDM后，在AH-Ti-PDA-HA-DMADDM-1上的OD值进一步降低，而且随着DMADDM量的增加，OD值逐渐降低，表明随着DMADDM量的增加，对F.nucleatum的抗菌效果逐渐提高。总之，DMADDM对S.sanguinis，P.gingivalis和F.nucleatum的抗菌效果优于CMCS，而且通过调控DMADDM的浓度达到对种植体周围炎特异性抗菌。
多菌种抗菌性能评价
分别将血链球菌(S.sanguinis,SK1)用BHI培养基，在厌氧条件下(90％N2，5％CO2，5％H2)培养5h；梭形杆菌(F.nucleatum,ATCC25586)和牙龈卟啉单胞菌(P.gingivalis,ATCC33277)用BHI+1％hemin+1％Vk培养基，在厌氧条件下培养15h。将三种细菌培养到对数期，以2500rmp/min的转速离心10min，去除上清液，用PBS重悬细菌，然后将细菌浓度调至麦式浊度0.5(约108CFU/mL)，用PBS将三种细菌以1:1:1的比例混合，然后用BHI+1％hemin+1％Vk+1％蔗糖的培养基将混合后的菌液稀释10倍。将消毒后的钛片放入24孔板中，每孔中加入1mL的菌液，在厌氧条件下培养24h后，去除原培养基，用PBS清洗三次后，将材料转移至新的24孔板中，每孔加入1mL的培养基再培养24h，形成生物膜。将混合细菌与各实施例产品共同培养48h后形成的生物膜用PBS清洗三次，依次向每孔中加入1mL的MTT染色剂(0.5mg/mL的MTT加入到PBS中)，在37℃厌氧条件培养1h，去除MTT染色液，用PBS清洗三次，将各实施例产品转移到新的24孔板中，向每孔中加入1mL的DMSO(二甲基亚砜)，室温下避光，在摇床上以80rmp的速度震荡20min。用移液枪吸取200μL/孔的混合溶液到96孔板中，用酶标仪在540nm下，测量吸光度的值。所有实验重复三次。实验中用引起牙种植体周围炎的特定细菌S.sanguinis，P.gingivalis和F.nucleatum的混合细菌来评价各实施例产品的抗菌性能，实验结果如图8所示。
从图8中可知，在多菌种同时存在的条件下，材料AH-Ti-PDA-HA和AH-Ti-PDA-HA-CMCS的OD值没有显著性的差异，AH-Ti-PDA-HA-CMCS的OD值仅比AH-Ti-PDA-HA略低一点，说明掺杂CMCS后的材料，在多菌种存在的时候只有了一点非常微弱的抗菌性能了。当掺杂DMADDM后，材料AH-Ti-PDA-HA-DMADDM上的OD值显著降低，而且随着DMADDM量的增加，抗菌能力在逐渐增加，表明DMADDM对Streptococcus sanguinis，Fusobacterium nucleatum和Porphyromonas gingivalis的混合细菌具有很好的协同抗菌作用，同时也表明DMADDM的多菌种协同抗菌性能均明显优于CMCS，特别是多菌种协同抗菌能力具有非常明显的优势。综合各实施例产品的体外生物性能和抗菌性能可知，认为5mg/mL的DMADDM的量是一个最佳参数，而且AH-Ti-PDA-HA-DMADDM-5不但具有良好的生物相容性，同时又兼具良好抗菌特性，具有较为广泛的经皮植入体的潜在应用。

Claims (10)

1.基于聚多巴胺修饰的多功能钛种植体，其特征在于由表面具有多孔结构的钛金属基体、包覆于钛金属基体表面并与钛金属基体表面紧密结合的聚多巴胺涂层及固定在聚多巴胺涂层上的抗菌组分和活性组分构成。
2.根据权利要求1所述基于聚多巴胺修饰的多功能钛种植体，其特征在于所述聚多巴胺涂层与钛金属基体的结合强度为4.5～6.5MPa。
3.一种基于聚多巴胺修饰的多功能钛种植体的制备方法，其特征在于步骤如下：
(1)将钛金属活化预处理，得到表面具有多孔结构的钛金属基体；
(2)将多巴胺盐酸盐溶解于弱碱性有机缓冲液中，再加入硅烷偶联剂及功能组分并搅拌溶解得混合沉积液，然后将步骤(1)所得钛金属基体浸泡在混合沉积液中，在室温下搅拌反应至少24h，反应时间到达后，除去混合沉积液，得钛种植体粗品；所述有机缓冲液的量能完全溶解多巴胺盐酸盐、硅烷偶联剂及功能组分即可，多巴胺盐酸盐质量：硅烷偶联剂物质的量＝(90～110)mg：(5～30)mmol；所述功能组分为抗菌组分和活性组分；
(3)将步骤(2)所得钛种植体粗品用去离子水清洗，得多功能钛种植体。
4.根据权利要求3所述基于聚多巴胺修饰的多功能钛种植体的制备方法，其特征在于步骤(1)所述钛金属活化预处理，是将钛金属表面用280～1200目的金相砂纸进行抛光处理为镜面，然后依次放置于去离子水、丙酮、乙醇和去离子水中分别进行超声清洗5～30min，超声清洗结束后，将其浸泡在浓度为5～10mol/L的NaOH溶液中，加热至55～60℃放置至少24h，放置时间到达后，除去NaOH溶液，用去离子水清洗至中性，再将其浸泡在去离子水中，加热至40～50℃放置至少24h，放置时间到达后，去除去离子水，将其在40～50℃下干燥至少24h，干燥时间到达后，将其放入马弗炉中，以5～10℃/min的加热速度将炉温升至600～800℃并保温至少1h，保温时间到达后，随炉冷却至室温，即得到表面具有多孔结构的钛金属基体。
5.根据权利要求3或4所述基于聚多巴胺修饰的多功能钛种植体的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述弱碱性有机缓冲液为三羟甲基氨基甲烷缓冲液、硼酸缓冲液、碳酸氢钠缓冲液或磷酸缓冲液，且pH值为8.0～8.8。
6.根据权利要求3或4所述基于聚多巴胺修饰的多功能钛种植体的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述硅烷偶联剂为四乙氧基硅烷、(3-氯丙基)三乙氧基硅烷或氨丙基三乙氧基硅烷。
7.根据权利要求3或4所述基于聚多巴胺修饰的多功能钛种植体的制备方法，其特征在于所述抗菌组分为二甲基氨基十二烷基甲基丙烯酸酯、羧甲基壳聚糖、二甲胺四环素、抗菌多肽GL13K、甲氨蝶呤、抗生素中的至少一种；所述活性组分为羟基磷灰石、骨形态发生蛋白2、精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸多肽、纤维连接蛋白、层粘连蛋白、乳铁蛋白中的至少一种。
8.根据权利要求7所述基于聚多巴胺修饰的多功能钛种植体的制备方法，其特征在于所述抗菌组分为二甲基氨基十二烷基甲基丙烯酸酯、活性组分为羟基磷灰石时，步骤(2)的混合沉积液中，多巴胺盐酸盐质量：硅烷偶联剂物质的量：羟基磷灰石质量：二甲基氨基十二烷基甲基丙烯酸酯质量＝(90～110)mg：(5～30)mmol：(100～200)mg：(20～200)mg。
9.根据权利要求3或4所述基于聚多巴胺修饰的多功能钛种植体的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述多巴胺盐酸盐质量：硅烷偶联剂物质的量＝(90～110)mg：(28～30)mmol。
10.根据权利要求5所述基于聚多巴胺修饰的多功能钛种植体的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述多巴胺盐酸盐质量：硅烷偶联剂物质的量＝(90～110)mg：(28～30)mmol。
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Application publication date: 20180622

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