一种钛合金植入物及其制备方法与应用

本发明涉及钛合金材料，具体涉及一种钛合金植入物及其制备方法与应用。

背景技术：

1、钛合金植入物是目前骨科临床上最常用的一种内置入物。但是钛合金植入后，局部组织、细胞受到破环，导致局部损伤相关分子模式，包括游离的dna、脂多糖和各种促炎的细胞因子等水平明显升高，进而导致局部处于高炎症水平的条件下。在该高炎症水平的条件下，不利于“钛-骨”界面的骨再生，从而导致内植入物的松动和失效风险大大提升。如果发生内植入物的松动或者失效，一般需要进行二次手术，这会给患者的身体和经济带来极大的负担。

2、为了克服上述钛合金植入物植入后产生的问题，科研工作者对于钛合金涂层进行改性，其改性方法主要聚焦于如何促进成骨细胞或者骨髓间充质干细胞的成骨功能，从而促进“钛-骨”界面的骨整合。然而，植入物植入后早期的局部微环境直接决定了中晚期成骨细胞或者骨髓间充质干细胞的成骨作用。早期局部过高的炎症微环境十分不利于中晚期局部的骨再生作用。如何在钛合金植入物植入后有效改善局部组织的过高炎症状态，从而有利于“钛-骨”界面的骨整合是目前亟待解决的关键问题。为此，本发明提供一种钛合金植入物及其制备方法与应用。

技术实现思路

1、本发明提供了一种钛合金植入物及其制备方法与应用，有效解决了现有的钛合金植入物导致局部组织过高炎症状态，从而造成钛合金植入物松动和失效的技术问题，同时提供了一种促进局部促炎巨噬细胞向促修复的巨噬细胞转变，加快促炎的局部组织微环境向促修复的微环境转变且促进“钛-骨”界面的骨再生的钛合金植入物。

2、本发明的第一个目的是提供一种钛合金植入物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3、s1，将黑鳞纳米片(bp)和聚酰胺-胺型树枝状高分子材料(pamam)于去离子水中共混，室温下避光搅拌，离心，弃去上清液，得到沉淀物，清洗，得到聚酰胺-胺型树枝状高分子材料包覆的黑鳞纳米片混悬液(bp@pamam)；

4、将钛合金置于单宁酸溶液中，浸泡24h，采用去离子水冲洗，获得单宁酸包覆的钛合金；

5、s2，将s1的单宁酸包覆的钛合金置于聚酰胺-胺型树枝状高分子材料包覆的黑鳞纳米片混悬液中，浸泡2h，得到包覆了bp@pamam的钛合金植入物。

6、优选的，s1中，所述聚酰胺-胺型树枝状高分子材料包覆的黑鳞纳米片混悬液中，黑磷纳米片的浓度为1～2mg/ml。

7、优选的，s1中，所述聚酰胺-胺型树枝状高分子材料包覆的黑鳞纳米片混悬液中，聚酰胺-胺型树枝状高分子材料的浓度为10～15mg/ml。

8、优选的，s1中，所述单宁酸溶液的质量浓度为1～2mg/ml。

9、优选的，s1中，所述钛合金与单宁酸溶液的用量比1g：5～10ml。

10、优选的，s2中，所述钛合金植入物中，聚酰胺-胺型树枝状高分子材料包覆的黑鳞纳米片占钛合金质量的30％～40％。

11、本发明的第二个目的是提供一种上述制备方法制备得到的钛合金植入物在制备医学临床领域中使用的各类钛金属医疗器械中的应用。

12、优选的，所述所述钛合金植入物在制备骨科钛金属医疗器械中的应用。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

14、(1)本发明提供的一种钛合金植入物及其制备方法与应用，本发明通过在钛合金表面构建聚酰胺-胺型树枝状高分子材料包覆的黑鳞纳米片(bp@pamam)的涂层，得到能够定向吸附促炎因子并促进骨再生的钛合金植入物；将所述钛合金植入物植入人体后，由于大部分促炎因子带负电荷，而改性后的钛合金植入物表面带正电荷的特点，通过正负电相吸引的办法，吸附局部组织微环境中的促炎因子，从而减轻局部过高的炎症状态，促进局部促炎巨噬细胞向促修复的巨噬细胞转变，从而使局部早期变成一个促修复的微环境，有利于“钛-骨”界面的骨再生。另外，本发明制备的钛合金植入物于局部组织微环境中逐渐释放磷酸根离子，提高了植入后“钛-骨”界面成骨细胞细胞活力，从而提升了钛合金内植物骨整合的效果。

15、(2)本发明制备得到的钛合金植入物植入人体后，对人体无毒性反应，生物相容性好。

技术特征：

1.一种钛合金植入物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s1中，所述聚酰胺-胺型树枝状高分子材料包覆的黑鳞纳米片混悬液中，黑磷纳米片的浓度为1～2mg/ml。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s1中，所述聚酰胺-胺型树枝状高分子材料包覆的黑鳞纳米片混悬液中，聚酰胺-胺型树枝状高分子材料的浓度为10～15mg/ml。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s1中，所述单宁酸溶液的质量浓度为1～2mg/ml。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s1中，所述钛合金与单宁酸溶液的用量比1g：5～10ml。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s2中，所述钛合金植入物中，聚酰胺-胺型树枝状高分子材料包覆的黑鳞纳米片占钛合金质量的30％～40％。

7.一种权利要求1～6任一项所述的制备方法制备得到的钛合金植入物。

8.一种权利要求7所述的钛合金植入物在制备钛金属医疗器械中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述钛合金植入物在制备骨科钛金属医疗器械中的应用。

技术总结
本发明公开了一种钛合金植入物及其制备方法与应用，属于钛合金材料技术领域，通过在钛合金表面构建聚酰胺‑胺型树枝状高分子材料包覆的黑鳞纳米片的涂层得到定向吸附促炎因子并促进骨再生的钛合金植入物；由于大部分促炎因子带负电荷，而改性后的钛合金植入物表面带正电荷，通过正负电相吸引的办法，吸附局部组织微环境中的促炎因子，从而减轻局部过高的炎症状态，促进局部促炎巨噬细胞向促修复的巨噬细胞转变，使局部早期变成一个促修复的微环境，有利于“钛‑骨”界面的骨再生。另外，本发明制备的钛合金植入物于局部组织微环境中逐渐释放磷酸根离子，提高了植入后“钛‑骨”界面成骨细胞细胞活力，从而提升了钛合金内植物骨整合的效果。

技术研发人员：黄锦锋,胡晓帆,吴子祥,谭权昌,何威良
受保护的技术使用者：中国人民解放军空军军医大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15