CN108478857A - 一种多孔钛表面胶原蛋白涂层及其制备方法 - Google Patents

一种多孔钛表面胶原蛋白涂层及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多孔钛表面胶原蛋白涂层及其制备方法。本发明采用静电喷涂法在多孔钛合金表面制备胶原涂层，对钛合金的表面进行生物活化改性，改善了钛合金材料的生物相容性和组织修复能力。胶原涂层能以珠状形式紧贴于多孔钛合金骨架上，并且能与多孔钛合金表面微弧氧化结构共存，实现了两种技术的优势互补。同时，生物学评价试验结果表明，本发明制备的胶原涂层能够满足植入医疗器械的要求。

Description

一种多孔钛表面胶原蛋白涂层及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物医用涂层技术领域，具体涉及一种多孔钛表面胶原蛋白涂层及其制备方法。
背景技术
钛合金材料是一种生物惰性材料，通常不能像生物活性材料那样与骨组织发生化学键性的结合，其表面新骨形成的时间较长，不利于植入物的生物稳定性。因此需要对钛合金的表面进行生物活化改性处理，其总体思路是在钛合金表面生成有机(如蛋白质、酶等)或无机(如羟基磷灰石、二氧化钛等)生物活性涂层，主要包括三类：物理改性法、化学改性法以及生物化学方法等。
钛合金表面复合胶原蛋白技术是近期生物活化表面修饰领域又一热点技术。胶原蛋白是动物体内含量最多、分布最广的蛋白质，广泛存在于结缔组织、皮肤、骨骼、内脏及肌腱、韧带、巩膜等部位，是细胞外基质的主要组成成分，其中Ⅰ型胶原应用最为广泛。胶原具有低免疫源性、降解可控性、降解产物无毒无害，包含有促进细胞粘附和生长的RGD(由精氨酸、甘氨酸和天冬氨酸组成)结构域，可诱导细胞迁移，刺激细胞增殖，是较早通过FDA及SFDA批准的生物材料之一。活性胶原可与纤维蛋白，糖胺多糖、壳聚糖、海藻酸盐等构建成复合支架，或负载生长因子如bFGF，或负载基因、干细胞等，用于促进骨、肌肉、人工血管、神经、角膜等组织的修复，在创伤敷料、人工皮肤以及药物释放等领域具有非常广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种多孔钛表面胶原蛋白涂层及其制备方法，对钛合金的表面进行生物活化改性，改善了钛合金材料的生物相容性和组织修复能力。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)将多孔钛合金表面依次经丙酮、乙醇和纯水超声清洗各3次；
(2)将胶原溶于六氟异丙醇中，配制胶原溶液；
(3)将步骤(2)得到的胶原溶液经静电喷涂在钛合金表面上，得到所述多孔钛表面胶原涂层。
本发明使用静电喷涂的方法制备多孔钛表面胶原涂层，并通过控制胶原溶液浓度、静电电压、正负极距离、进样速度以及静电喷涂时间来控制胶原涂层的形貌，确定胶原涂层工艺的最佳条件，工艺简单方便，喷涂效率高。采用静电喷涂法在多孔钛合金表面制备胶原涂层，对钛合金的表面进行生物活化改性，改善了钛合金材料的生物相容性和组织修复能力。扫描电镜结果显示，本发明的胶原涂层能以珠状形式紧贴于多孔钛合金骨架上，并且能与多孔钛合金表面微弧氧化结构共存，实现了两种技术的优势互补。同时，生物学评价试验结果表明，本发明制备的胶原涂层满足植入医疗器械的要求。
作为本发明所述的多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法的优选实施方式，所述胶原溶液中胶原的质量分数为0.5～6％。
作为本发明所述的多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法的优选实施方式，所述胶原溶液中胶原的质量分数为1％。
作为本发明所述的多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法的优选实施方式，所述步骤(3)中，静电喷涂的控制参数为：静电电压15～25kV，针头与样品距离为10～30cm，进样速度为0.5～2mL/h，静电喷涂时间为1～10min。
作为本发明所述的多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法的优选实施方式，所述步骤(3)中，静电喷涂的控制参数为：静电电压20kV，针头与样品距离为20cm，进样速度为1mL/h，静电喷涂时间为5min。
作为本发明所述的多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法的优选实施方式，所述多孔钛合金为微弧氧化多孔钛合金。
作为本发明所述的多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法的优选实施方式，所述胶原的分子量为270～360kDa。
胶原涂层在钛合金表面的均一性与胶原分子量分布相关，胶原分子量分布越窄，胶原涂层在钛合金表面涂布越均匀。因此控制胶原的分子量对胶原涂层的均一性和生物活性具有重要意义。
本发明还提供了根据上述方法制备得到的多孔钛表面胶原蛋白涂层。
与现有技术相比，本发明的优势在于：
本发明采用静电喷涂法在多孔钛合金表面制备胶原涂层，对钛合金的表面进行生物活化改性，改善了钛合金材料的生物相容性和组织修复能力。胶原涂层能以珠状形式紧贴于多孔钛合金骨架上，并且能与多孔钛合金表面微弧氧化结构共存，实现了两种技术的优势互补。同时，生物学评价试验结果表明，本技术制备的胶原涂层满足植入医疗器械的要求。
附图说明
图1为实施例1～5制备的多孔钛表面胶原蛋白涂层形貌；
图2为实施例2和实施例6～8的多孔钛表面胶原蛋白涂层形貌。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。本领域技术人员应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
作为本发明所述的多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法的一种实施例，本实施例所述的多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法包括以下步骤：
(1)样品前处理：使用丙酮、乙醇、纯水依次超声清洗微弧氧化多孔钛合金，每种试剂清洗3次，每次10min，清洗后真空干燥箱中烘干。
(2)配制胶原溶液：以六氟异丙醇作溶剂，配置胶原溶液，胶原溶液中胶原的质量分数为0.5％，胶原分子量为360kDa，室温下磁力搅拌3h。
(3)静电喷涂：将溶解的胶原溶液转移至20mL注射器中，置换静电纺丝针头，固定在进样器上。将高压电源电压调至20kV，进样器速度调至1mL/h，针头与样品距离调至20cm，调试机器，强光照射针头处，直至可见雾状物喷出，开始进行样品制备，使用固定辅助配件将样品平放固定至接收器上，样品上下圆柱底面各自喷涂10min，然后置换固定辅助配件将样品侧立固定至接收器上，样品圆柱侧面前后各静电喷涂10min，制得多孔钛表面胶原蛋白涂层。
实施例2
作为本发明所述的多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法的一种实施例，本实施例所述的多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法包括以下步骤：
(1)样品前处理：使用丙酮、乙醇、纯水依次超声清洗微弧氧化多孔钛合金，每种试剂清洗3次，每次10min，清洗后真空干燥箱中烘干。
(2)配制胶原溶液：以六氟异丙醇作溶剂，配置胶原溶液，胶原溶液中胶原的质量分数为1％，胶原分子量为270kDa，室温下磁力搅拌3h。
(3)静电喷涂：将溶解的胶原溶液转移至20mL注射器中，置换静电纺丝针头，固定在进样器上。将高压电源电压调至20kV，进样器速度调至1mL/h，针头与样品距离调至20cm，调试机器，强光照射针头处，直至可见雾状物喷出，开始进行样品制备，使用固定辅助配件将样品平放固定至接收器上，样品上下圆柱底面各自喷涂10min，然后置换固定辅助配件将样品侧立固定至接收器上，样品圆柱侧面前后各静电喷涂10min，制得多孔钛表面胶原蛋白涂层。
实施例3
作为本发明所述的多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法的一种实施例，本实施例所述的多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法包括以下步骤：
(1)样品前处理：使用丙酮、乙醇、纯水依次超声清洗微弧氧化多孔钛合金，每种试剂清洗3次，每次10min，清洗后真空干燥箱中烘干。
(2)配制胶原溶液：以六氟异丙醇作溶剂，配置胶原溶液，胶原溶液中胶原的质量分数为2％，胶原分子量为300kDa，室温下磁力搅拌3h。(3)静电喷涂：将溶解的胶原溶液转移至20mL注射器中，置换静电纺丝针头，固定在进样器上。将高压电源电压调至15kV，进样器速度调至0.5mL/h，针头与样品距离调至10cm，调试机器，强光照射针头处，直至可见雾状物喷出，开始进行样品制备，使用固定辅助配件将样品平放固定至接收器上，样品上下圆柱底面各自喷涂10min，然后置换固定辅助配件将样品侧立固定至接收器上，样品圆柱侧面前后各静电喷涂10min，制得多孔钛表面胶原蛋白涂层。
实施例4
作为本发明所述的多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法的一种实施例，本实施例所述的多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法包括以下步骤：
(1)样品前处理：使用丙酮、乙醇、纯水依次超声清洗微弧氧化多孔钛合金，每种试剂清洗3次，每次10min，清洗后真空干燥箱中烘干。
(2)配制胶原溶液：以六氟异丙醇作溶剂，配置胶原溶液，胶原溶液中胶原的质量分数为4％，胶原分子量为320kDa，室温下磁力搅拌3h。(3)静电喷涂：将溶解的胶原溶液转移至20mL注射器中，置换静电纺丝针头，固定在进样器上。将高压电源电压调至25kV，进样器速度调至2mL/h，针头与样品距离调至20cm，调试机器，强光照射针头处，直至可见雾状物喷出，开始进行样品制备，使用固定辅助配件将样品平放固定至接收器上，样品上下圆柱底面各自喷涂10min，然后置换固定辅助配件将样品侧立固定至接收器上，样品圆柱侧面前后各静电喷涂10min，制得多孔钛表面胶原蛋白涂层。
实施例5
作为本发明所述的多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法的一种实施例，本实施例所述的多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法包括以下步骤：
(1)样品前处理：使用丙酮、乙醇、纯水依次超声清洗微弧氧化多孔钛合金，每种试剂清洗3次，每次10min，清洗后真空干燥箱中烘干。
(2)配制胶原溶液：以六氟异丙醇作溶剂，配置胶原溶液，胶原溶液中胶原的质量分数为6％，胶原分子量为280kDa，室温下磁力搅拌3h。
(3)静电喷涂：将溶解的胶原溶液转移至20mL注射器中，置换静电纺丝针头，固定在进样器上。将高压电源电压调至20kV，进样器速度调至1.5mL/h，针头与样品距离调至25cm，调试机器，强光照射针头处，直至可见雾状物喷出，开始进行样品制备，使用固定辅助配件将样品平放固定至接收器上，样品上下圆柱底面各自喷涂10min，然后置换固定辅助配件将样品侧立固定至接收器上，样品圆柱侧面前后各静电喷涂10min，制得多孔钛表面胶原蛋白涂层。
实施例6
作为本发明所述的多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法的一种实施例，本实施例所述的多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法包括以下步骤：
(1)样品前处理：使用丙酮、乙醇、纯水依次超声清洗微弧氧化多孔钛合金，每种试剂清洗3次，每次10min，清洗后真空干燥箱中烘干。
(2)配制胶原溶液：以六氟异丙醇作溶剂，配置胶原溶液，胶原溶液中胶原的质量分数为1％，胶原分子量为350kDa，室温下磁力搅拌3h。
(3)静电喷涂：将溶解的胶原溶液转移至20mL注射器中，置换静电纺丝针头，固定在进样器上。将高压电源电压调至25kV，进样器速度调至1mL/h，针头与样品距离调至20cm，调试机器，强光照射针头处，直至可见雾状物喷出，开始进行样品制备，使用固定辅助配件将样品平放固定至接收器上，样品上下圆柱底面各自喷涂1min，然后置换固定辅助配件将样品侧立固定至接收器上，样品圆柱侧面前后各静电喷涂1min，制得多孔钛表面胶原蛋白涂层。
实施例7
作为本发明所述的多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法的一种实施例，本实施例所述的多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法包括以下步骤：
(1)样品前处理：使用丙酮、乙醇、纯水依次超声清洗微弧氧化多孔钛合金，每种试剂清洗3次，每次10min，清洗后真空干燥箱中烘干。
(2)配制胶原溶液：以六氟异丙醇作溶剂，配置胶原溶液，胶原溶液中胶原的质量分数为1％，胶原分子量为300kDa，室温下磁力搅拌3h。
(3)静电喷涂：将溶解的胶原溶液转移至20mL注射器中，置换静电纺丝针头，固定在进样器上。将高压电源电压调至15kV，进样器速度调至2mL/h，针头与样品距离调至30cm，调试机器，强光照射针头处，直至可见雾状物喷出，开始进行样品制备，使用固定辅助配件将样品平放固定至接收器上，样品上下圆柱底面各自喷涂3min，然后置换固定辅助配件将样品侧立固定至接收器上，样品圆柱侧面前后各静电喷涂3min，制得多孔钛表面胶原蛋白涂层。
实施例8
作为本发明所述的多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法的一种实施例，本实施例所述的多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法包括以下步骤：
(1)样品前处理：使用丙酮、乙醇、纯水依次超声清洗微弧氧化多孔钛合金，每种试剂清洗3次，每次10min，清洗后真空干燥箱中烘干。
(2)配制胶原溶液：以六氟异丙醇作溶剂，配置胶原溶液，胶原溶液中胶原的质量分数为1％，胶原分子量为360kDa，室温下磁力搅拌3h。
(3)静电喷涂：将溶解的胶原溶液转移至20mL注射器中，置换静电纺丝针头，固定在进样器上。将高压电源电压调至20kV，进样器速度调至1mL/h，针头与样品距离调至20cm，调试机器，强光照射针头处，直至可见雾状物喷出，开始进行样品制备，使用固定辅助配件将样品平放固定至接收器上，样品上下圆柱底面各自喷涂5min，然后置换固定辅助配件将样品侧立固定至接收器上，样品圆柱侧面前后各静电喷涂5min，制得多孔钛表面胶原蛋白涂层。
1、扫描电镜观察
将实施例1～8制备的胶原涂层钛合金进行喷金处理，放入扫描电镜中，抽真空后，进行表面形貌观察。
图1为实施例1～5制备的涂层的SEM照片。由图1可知，胶原液浓度从0.5％升高至6％，静电喷涂的胶原涂层形貌从珠状、珠状纤维、纤维逐渐转变，在0.5％和1％浓度下胶原涂层形貌为珠状，2％浓度下胶原涂层形貌为珠状纤维，4％、6％浓度下胶原涂层形貌为纤维，这是由于随着浓度的变化胶原液的分子缠绕程度增加，导致胶原分子在静电场中收到的拉伸力增加。在胶原液浓度为2％、4％、6％条件下，胶原涂层中的纤维结构易跨越多空钛合金孔上方，造成挂丝现象，而0.5％、1％的胶原涂层以珠状形式紧贴于多孔钛合金骨架上，因此0.5％、1％浓度的胶原液作为胶原涂层工艺适宜浓度，经验证1％浓度胶原液静电喷涂稳定性高于0.5％浓度，选择1％浓度胶原液为最佳浓度。
图2为实施例2和实施例6～8制备的涂层的SEM照片。为保持多孔钛合金表面微弧氧化结构形貌，需进一步优化胶原涂层工艺使微弧氧化形貌和胶原涂层共存，通过1％浓度胶原液时间梯度试验筛选最佳形貌胶原涂层。图2中可以看出1min、3min多孔钛合金表面形貌以微弧氧化结构为主，分布少量珠状胶原，5min以胶原涂层形貌为主，微弧氧化形貌于珠状形貌之间显现，而10min的胶原涂层向片状衍变，覆盖微弧氧化结构，因此选择5min作为胶原涂层工艺最佳静电喷涂时间。
2、胶原涂层钛合金生物学性能评价
样品：实施例8制备的胶原涂层钛合金人工骨。
型号规格：10mm、5mm
生产批号：200160801A
生产日期：2016年8月1日
检测机构名称：国家食品药品监督管理局广州医疗器械质量监督检验中心。
2.1体外细胞毒性试验
(1)细胞株
ATCC CCL1小鼠成纤维细胞(中科院上海细胞与生物化学研究所提供)
(2)供试液的制备
1)样品浸提液：按0.2g/mL的比例充入浸提介质，37℃下浸提24h。
2)空白对照：同批培养基(1×)37℃下放置24h，作为空白对照液。
3)阴性对照：取高密度聚乙烯，用超纯水洗净晾干，紫外线照射过夜后剪碎。按表面积3cm2/mL的比例加入同批培养基(1×)37℃下浸提24h,作为阴性对照液。
4)阳性对照：含有有机锡添加剂的聚氯乙烯材料(经确认可重现细胞毒性)，用超纯水洗净晾干，紫外线照射过夜，按0.2mg/mL的比例充入浸提介质，37℃下浸提24h，作为阳性对照。
(3)试验方法
将已培养48～72h生长旺盛的细胞用消化液消化后加入细胞培养基，用移液枪吹打混匀后在显微镜下计数，将细胞悬液配置成密度1.5×105cell/mL接种于直径35mm培养皿，每皿2mL，共12皿。置CO2培养箱(CO2体积百分比浓度5％)37℃培养至近汇合单侧细胞形成。
弃去原培养液。分别加入空白对照液、阴性对照、阳性对照液、样品浸提液各3皿，每皿1.8mL每皿加入0.2mL小牛血清。置CO2培养箱37℃培养48h。
(4)试验结果
48h培养结束后，将培养皿至显微镜下观察，结果见表1。
表1细胞毒性试验结果
(5)结论：
供试样品组细胞毒性反应级别为0分。按标准判定，供试品组细胞毒性反应程度为无细胞毒。
2.2迟发型超敏反应试验
(1)试验动物
普通级白化豚鼠15只，体重341～395g；来源：花东信华实验动物养殖场，合格证书SCXK(粤)2014-0023(44007600004025)。随机分为试验组10只，对照组5只。
(2)供试品制备
1)浸提介质：0.9％氯化钠注射液。
2)供试样品浸提液：按0.2g/mL的比例注入浸提介质，37℃浸提24h，取浸提液备用。同法制备同批号浸提介质用于对照动物注射。
3)A液：取空白浸提介质与弗氏完全佐剂(FCA)按提交比50:50的比例制备成稳定性乳化剂。
4)B液：浸提液与A也按体积比50:50的比例制成混合物。
(3)试验方法：
1)检验依据：GB/T16886.10-2005医疗器械生物学评价第10部分：刺激与迟发型超敏反应试验。
2)试验方法：
试验前除去动物试验部位被毛，没注射点皮内注射0.1mL FCA进行预处理。①皮内诱导阶段。按标准规定的注射部位和相应注射液皮内注射0.1mL。②局部诱导阶段。皮内诱导7d，用面积8cm2的无菌纱布块浸透浸提液局部贴敷于每只豚鼠的肩胛骨内侧，覆盖诱导注射点。用封闭式包扎带固定，48h后出去包扎带和纱布块。同法用空白浸提介质操作对照组动物。③激发阶段。局部诱导后14d，用浸提液激发全部试验动物。将8cm2的无菌纱布浸透浸提液，局部贴敷于豚鼠上腹部，用封闭式包扎带固定，24h后除去包扎带和纱布。同法用空白浸提介质操作对照组动物。
(4)试验结果
除去贴敷纱布后24h和48h观察试验组和对照组动物激发部位皮肤情况并计分，结果见表2。
表2皮肤致敏试验结果
(5)结论：
试验期间，试验组豚鼠激发部位反应未大于阴性对照组，试验豚鼠反应等级未大于阴性对照组，且阴性对照组反应等级小于1。按标准判定，供试品皮肤致敏反应为阴性。(无致敏反应)
2.3皮内反应试验
(1)试验动物
普通级新西兰兔2只，体重2.5～2.6kg；来源：广东省实验动物中心，合格证号SCXK(粤)2014-0035(44411600003093)。
(2)供试品
浸提介质：0.9％氯化钠注射液，棉籽油
供试品浸提液：以0.2mg/mL的比例注入浸提介质，37℃浸提24h，取浸提液备用。
阴性对照液：取同批号0.9％氯化钠注射液和棉籽油，相同条件制备。
(3)试验方法
试验依据：GB/T16886.12-2005医疗器械生物学评价第10部分：刺激与迟发型超敏反应试验
试验方法：试验前12h将试验用兔背部脊柱两侧被毛去除干净。注射前用75％乙醇擦拭背部去毛区域，待乙醇挥发后再进行注射。在每只兔脊柱左侧上部5个点皮内每点注射0.2mL 0.9％氯化钠注射液制备的浸提液，同侧下部5个点皮内注射0.2mL 0.9％氯化钠注射液对照液。每只兔右侧上部5个点每点皮内注射0.2mL棉籽油制备的浸提液，同侧下部5个点每点注射0.2mL棉籽油对照液。
(4)试验结果
注射后即刻并在24h、48h和72h观察记录个注射部位的状况，按GB/T16886.10-2005规定的评分标准，72h评分后计算出浸提液和浸提介质的综合平均记分，最后计算出浸提液和浸提介质的综合平均记分之差，结果见表3。
表3皮内反应试验结果
(5)结论
试验期间，供试品浸提液反应程度为对应溶剂对照组，且供试品浸提液与溶剂对照平均记分之差小于1.0，按标准判定，供试品无皮内反应。
2.4急性全身毒性试验
(1)试验动物
SPF级KM小鼠，体重17.7～20.0g；来源：广东省医学实验动物中心，合格证号：SCXK(粤)2013-0002(44007200035759)。
(2)供试品
浸提介质：0.9％氯化钠注射液
供试品液：以0.2g/mL的比例加入浸提介质，在37℃下浸提72h，取浸提液备用。
阴性对照液：取同批号浸提介质不加供试品，相同条件制备。
(3)试验方法
取10只小鼠，随机分为供试品和阴性对照两组，每组5只，尾静脉注射分别注入生理盐水浸提液和生理盐水对照液，注射剂量50mL/kg，注射速度不超过0.1mL/s。
注射完毕即时观察小鼠反应，并于4h、24h、48h和72h观察试验组和对照组的一般状态、毒性表现和死亡动物数，且在72h时称量动物体重。
(4)试验结果
表4急性全身毒性试验
(5)结论
由表4结果可知，试验期间，小鼠无毒性症状，无死亡，体重无异常变化，且试验组小鼠反应为大于对照组小鼠，按标准判定，供试品无急性全身毒性反应。
多孔胶原涂层钛合金的生物安全性是其能否作为医疗器械产品的必要条件。多孔胶原涂层钛合金需要满足：细胞毒性不大于1，刺激(内皮反应)试验综合记分之差不大于1，无急性全身毒性和致敏反应。胶原涂层钛合金生物学评价通过第三方检测机构进行检测，结果显示，试验样品满足上述要求。
综上，本发明采用静电喷涂法在多孔钛合金表面制备胶原涂层，对钛合金的表面进行生物活化改性，改善了钛合金材料的生物相容性和组织修复能力。胶原涂层能以珠状形式紧贴于多孔钛合金骨架上，并且能与多孔钛合金表面微弧氧化结构共存，实现了两种技术的优势互补。同时，生物学评价试验结果表明，本技术制备的胶原涂层满足植入医疗器械的要求。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将多孔钛合金表面依次经丙酮、乙醇和纯水超声清洗各3次；
(2)将胶原溶于六氟异丙醇中，配制胶原溶液；
(3)将步骤(2)得到的胶原溶液经静电喷涂在钛合金表面上，得到所述多孔钛表面胶原涂层。
2.根据权利要求1所述的多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法，其特征在于，所述胶原溶液中胶原的质量分数为0.5～6％。
3.根据权利要求1所述的多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法，其特征在于，所述胶原溶液中胶原的质量分数为1％。
4.根据权利要求1所述的多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，静电喷涂的控制参数为：静电电压15～25kV，针头与样品距离为10～30cm，进样速度为0.5～2mL/h，静电喷涂时间为1～10min。
5.根据权利要求1所述的多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，静电喷涂的控制参数为：静电电压20kV，针头与样品距离为20cm，进样速度为1mL/h，静电喷涂时间为5min。
6.根据权利要求1所述的多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法，其特征在于，所述多孔钛合金为微弧氧化多孔钛合金。
7.根据权利要求1所述的多孔钛表面胶原蛋白涂层的制备方法，其特征在于，所述胶原的分子量为270～360kDa。
8.根据权利要求1～7任一项所述的方法制备得到的多孔钛表面胶原蛋白涂层。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115634323A (zh) * 2022-10-24 2023-01-24 佛山科学技术学院 一种医用镁材料微弧氧化生物蛋白封孔的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009136553A1 (ja) * 2008-05-07 2009-11-12 Hoya株式会社 アパタイト/コラーゲン複合体で被覆してなる人工骨、及びその製造方法
CN102330086A (zh) * 2011-08-17 2012-01-25 上海理工大学 医用钛或钛合金表面的二氧化钛-羟基磷灰石梯度涂层及其制备方法
CN102429733A (zh) * 2010-09-29 2012-05-02 财团法人金属工业研究发展中心 医疗器材及其制造方法
CN103920196A (zh) * 2014-04-18 2014-07-16 杨军 含TGFα-Saporin的给药载体及给药载体制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009136553A1 (ja) * 2008-05-07 2009-11-12 Hoya株式会社 アパタイト/コラーゲン複合体で被覆してなる人工骨、及びその製造方法
CN102429733A (zh) * 2010-09-29 2012-05-02 财团法人金属工业研究发展中心 医疗器材及其制造方法
CN102330086A (zh) * 2011-08-17 2012-01-25 上海理工大学 医用钛或钛合金表面的二氧化钛-羟基磷灰石梯度涂层及其制备方法
CN103920196A (zh) * 2014-04-18 2014-07-16 杨军 含TGFα-Saporin的给药载体及给药载体制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ALGHAMDI HS等: ""In vivo evaluation of titanium implants coated with calcium phosphate or collagen type 1 in osteoporotic rats"", 《JOURNAL OF TISSUE ENGINEERING AND REGENERATIVE MEDICINE》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115634323A (zh) * 2022-10-24 2023-01-24 佛山科学技术学院 一种医用镁材料微弧氧化生物蛋白封孔的方法
CN115634323B (zh) * 2022-10-24 2023-10-03 佛山科学技术学院 一种医用镁材料微弧氧化生物蛋白封孔的方法

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