一种具有抗菌抗癌性能的钛金属的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及骨整合手术中钛金属的技术领域，更具体地是具有抗菌抗癌性能的钛 金属的制备方法。
【背景技术】
[0002] β-环糊精是一类由7个D-吡喃葡萄糖单元通过α-l，4糖苷键首尾相连形成的大环 化合物。其分子内部为一个呈"V"字型的疏水性空穴，表现出独特的分子识别能力。钛金属 作为一种骨整合手术中常用的材料，在临床上广泛使用。但是，面临的一个严重问题是相关 的细菌感染问题，导致了大量移植手术的失败。目前，已有一些关于提高钛金属抗菌能力的 报导，如利用抗生素等抗菌分子提高钛金属的抗菌效果。近来，科研工作者致力于提高钛金 属的抗菌能力以及其他能力。如何得到性能更为优良的钛金属材料成为一个具有很大科学 意义和应用意义的研究方向。我们在研究中发现，一些姜黄素衍生物具有很好的抗菌能力， 如果能将具有特殊生理性能的姜黄素衍生物用于修饰钛金属，有望得到性能更为优良的钛 金属材料。但是姜黄素衍生物的水溶性较差，如果将姜黄素衍生物直接引入钛金属表面，需 要使用较多的有机溶剂，对环境产生污染，而且可能有溶剂残留在钛金属上，对病人产生危 险。环糊精具有外亲水、内疏水的特点，将姜黄素衍生物和环糊精结合，提高其水溶性，可以 解决该污染问题。
【发明内容】
[0003] 本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优 点。
[0004] 本发明还有一个目的就是提供一种具有抗菌抗癌性能的钛金属的制备方法，本方 法通过环糊精与姜黄素衍生物对钛金属的作用，不但使得钛金属具有良好的抗菌和抗癌性 能，而且使得钛金属的表面利于骨细胞的生长，减少钛金属在骨整合手术中并发症的发病 率，给骨整合手术提供更安全可靠的材料。
[0005] 为了实现根据本发明的这些目的和其他优点，提供了一种具有抗菌抗癌性能的钛 金属的制备方法，包括以下步骤：
[0006] 1)将环糊精0.1-0.6重量份溶于3.5-20重量份的水中，搅拌均匀后，加入钛金属 0 · 5-1 · 5 重量份，浸泡 20-60min;
[0007] 2)加入姜黄素衍生物0.2-1.2重量份，然后用15-30kHz超声波30-60min;
[0008] 3)取出钛金属干燥。
[0009]优选的是，在所述步骤2)加入姜黄素衍生物后进行5000rpm离心5-10min，再超声 波处理。
[0010] 优选的是，步骤3)所述的干燥为红外线干燥。
[0011] 优选的是，步骤1)中，所述环糊精为单-(6-巯基)-β-环糊精，所述水的温度为50 〇c。
[0012]优选的是，所述姜黄素衍生物的化学名称为：1，7_双（对苄氧基苯基）-1，6_庚二 烯-3,5-二酮，其结构式为：
[0014]优选的是，所述姜黄素衍生物由以下方法制备：
[0015] 步骤一、将对羟基苯甲醛1-5重量份溶于乙酸乙酯2-10重量份，加入苄氯1-4重量 份，控制70-80°C，搅拌反应2-4h，得到具有式（1)的对苄氧基苯甲醛；
[0017] 步骤二、将对苄氧基苯甲醛1-4重量份、硼酸三丁酯1-3.5重量份溶于2-10重量份 的乙酸乙酯，常温下搅拌4-8min，然后加入乙酰丙酮0.2-1重量份与氧化硼0.1-0.5重量份 的混合液，继续常温下搅拌20-40min后加入正丁胺0.2-0.8重量份，继续搅拌2-5h，停止搅 拌后静置12-18h，然后加入浓度为0.4mol/L的盐酸5-10重量份，控制50-70°C，搅拌0.5-1.5h，静置分层，分离出有机相，水层用乙酸乙酯萃取2-4次，然后将乙酸乙酯层与有机相合 并，减压蒸去溶剂，重结晶得到产物，即为1，7_双(对苄氧基苯基)-1，6_庚二烯_3,5_二酮。
[0018] 本发明至少包括以下有益效果：
[0019] 1、本发明的姜黄素衍生物的制备方法简单，原料易得，具有成本低的优势。得到的 姜黄素衍生物表现出很好的抗菌能力和抗癌能力。
[0020] 2、本发明的单-(6-巯基)-β-环糊精通过巯基与钛金属的金属-巯基键合作用，将 环糊精结构引入钛金属表面，并通过超声作用使姜黄素衍生物进入环糊精"V"字型的 疏水性空穴。β-环糊精外亲水、内疏水的特点使水溶性很差的姜黄素衍生物在纯水体系中 结合到钛金属表面。该方法不仅简单、有效，而且绿色、环保。
[0021] 3、本发明的姜黄素衍生物在这个体系中的抗菌效果持续时间为单独姜黄素衍生 物体系的1.5倍以上，因此其抗菌作用更好。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书 文字能够据以实施。
[0023] 实施例1
[0024] 本方案制备具有抗菌抗癌性能的钛金属的方法，包括以下步骤：
[0025] 1)将环糊精0.5重量份溶于4重量份的水中，搅拌均匀后，加入钛金属1重量份，浸 泡30min;
[0026] 2)加入姜黄素衍生物1重量份，然后用20kHz超声波30min;
[0027] 3)取出钛金属，干燥，即得具有抗菌抗癌性能的钛金属。
[0028] 实施例2
[0029] 本方案制备具有抗菌抗癌性能的钛金属的方法，包括以下步骤：
[0030] 1)将单-(6-巯基)-β-环糊精0.6重量份溶于20重量份的50°C水中，搅拌均匀后，加 入钛金属1.5重量份，浸泡60min;
[0031] 2)加入姜黄素衍生物1.2重量份，然后进行5000rpm离心lOmin，再用30kHz超声波 60min；
[0032] 3)取出钛金属用红外线干燥。
[0033] 实施例3
[0034] 本方案制备具有抗菌抗癌性能的钛金属的方法，包括以下步骤：
[0035] 1)将对羟基苯甲醛1重量份溶于乙酸乙酯2重量份，加入苄氯1重量份，控制70°C， 搅拌反应2h，得到具有式(1)的对苄氧基苯甲醛；
[0037] 2)将对苄氧基苯甲醛1重量份、硼酸三丁酯1重量份溶于2重量份的乙酸乙酯，常温 下搅拌4min，然后加入乙酰丙酮0.2重量份与氧化硼0.1重量份的混合液，继续常温下搅拌 20min后加入正丁胺0.2重量份，继续搅拌2h，停止搅拌后静置12h，然后加入浓度为0.4mol/ L的盐酸5重量份，控制50°C，搅拌0.5h，静置分层，分离出有机相，水层用乙酸乙酯萃取2次， 然后将乙酸乙酯层与有机相合并，减压蒸去溶剂，重结晶得到姜黄素衍生物；
[0038] 3)将单-(6-巯基)-β_环糊精0.1重量份溶于3.5重量份的水中，搅拌均匀后，加入 钛金属0.5重量份，浸泡20min;
[0039] 4)加入所述姜黄素衍生物0.2重量份，然后进行5000rpm离心5min，再用15kHz超声 波30min;
[0040] 5)取出钛金属用红外线干燥。
[0041] 其中，上述姜黄素衍生物的化学名称为：1，7_双(对苄氧基苯基)-1，6_庚二烯-3， 5_二酮，其结构式为：
[0043]其理化性质为：橙色晶体，易溶于有机溶剂，其核磁共振氢谱数据为1H NMR (CDCl3)S:2.56(s，2H，CH2)，4.23~4.35(m，4H，0CH2Ph)，6.66(d，4H，J = 7.8Hz，=CH)，7.18 ~7.73(m，18H，Ar-H)。
[0044] 实施例4
[0045] 本方案制备具有抗菌抗癌性能的钛金属的方法，包括以下步骤：
[0046] 1)将对羟基苯甲醛5重量份溶于乙酸乙酯10重量份，加入苄氯4重量份，控制80°C， 搅拌反应4h，得到具有式(1)的对苄氧基苯甲醛；
[0048] 2)将对苄氧基苯甲醛4重量份、硼酸三丁酯3.5重量份溶于10重量份的乙酸乙酯， 常温下搅拌8min，然后加入乙酰丙酮1重量份与氧化硼0.5重量份的混合液，继续常温下搅 拌40min后加入正丁胺0.8重量份，继续搅拌5h，停止搅拌后静置18h，然后加入浓度为 0.4mo1/L的盐酸10重量份，控制70°C，搅拌1.5h，静置分