一種具有抗菌抗癌性能的鈦金屬的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及骨整合手術中鈦金屬的技術領域，更具體地是具有抗菌抗癌性能的鈦 金屬的制備方法。
【背景技術】
[0002] β-環糊精是一類由7個D-吡喃葡萄糖單元通過α-l，4糖苷鍵首尾相連形成的大環 化合物。其分子內部為一個呈"V"字型的疏水性空穴，表現出獨特的分子識別能力。鈦金屬 作為一種骨整合手術中常用的材料，在臨床上廣泛使用。但是，面臨的一個嚴重問題是相關 的細菌感染問題，導致了大量移植手術的失敗。目前，已有一些關于提高鈦金屬抗菌能力的 報導，如利用抗生素等抗菌分子提高鈦金屬的抗菌效果。近來，科研工作者致力于提高鈦金 屬的抗菌能力以及其他能力。如何得到性能更為優良的鈦金屬材料成為一個具有很大科學 意義和應用意義的研究方向。我們在研究中發現，一些姜黃素衍生物具有很好的抗菌能力， 如果能將具有特殊生理性能的姜黃素衍生物用于修飾鈦金屬，有望得到性能更為優良的鈦 金屬材料。但是姜黃素衍生物的水溶性較差，如果將姜黃素衍生物直接引入鈦金屬表面，需 要使用較多的有機溶劑，對環境產生污染，而且可能有溶劑殘留在鈦金屬上，對病人產生危 險。環糊精具有外親水、內疏水的特點，將姜黃素衍生物和環糊精結合，提高其水溶性，可以 解決該污染問題。
【發明內容】
[0003] 本發明的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優 點。
[0004] 本發明還有一個目的就是提供一種具有抗菌抗癌性能的鈦金屬的制備方法，本方 法通過環糊精與姜黃素衍生物對鈦金屬的作用，不但使得鈦金屬具有良好的抗菌和抗癌性 能，而且使得鈦金屬的表面利于骨細胞的生長，減少鈦金屬在骨整合手術中并發癥的發病 率，給骨整合手術提供更安全可靠的材料。
[0005] 為了實現根據本發明的這些目的和其他優點，提供了一種具有抗菌抗癌性能的鈦 金屬的制備方法，包括以下步驟：
[0006] 1)將環糊精0.1-0.6重量份溶于3.5-20重量份的水中，攪拌均勻后，加入鈦金屬 0 · 5-1 · 5 重量份，浸泡 20-60min;
[0007] 2)加入姜黃素衍生物0.2-1.2重量份，然后用15-30kHz超聲波30-60min;
[0008] 3)取出鈦金屬干燥。
[0009]優選的是，在所述步驟2)加入姜黃素衍生物后進行5000rpm離心5-10min，再超聲 波處理。
[0010] 優選的是，步驟3)所述的干燥為紅外線干燥。
[0011] 優選的是，步驟1)中，所述環糊精為單-(6-巰基)-β-環糊精，所述水的溫度為50 〇c。
[0012]優選的是，所述姜黃素衍生物的化學名稱為：1，7_雙（對芐氧基苯基）-1，6_庚二 烯-3,5-二酮，其結構式為：
[0014]優選的是，所述姜黃素衍生物由以下方法制備：
[0015] 步驟一、將對羥基苯甲醛1-5重量份溶于乙酸乙酯2-10重量份，加入芐氯1-4重量 份，控制70-80°C，攪拌反應2-4h，得到具有式（1)的對芐氧基苯甲醛；
[0017] 步驟二、將對芐氧基苯甲醛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，常溫下攪拌4-8min，然后加入乙酰丙酮0.2-1重量份與氧化硼0.1-0.5重量份 的混合液，繼續常溫下攪拌20-40min后加入正丁胺0.2-0.8重量份，繼續攪拌2-5h，停止攪 拌后靜置12-18h，然后加入濃度為0.4mol/L的鹽酸5-10重量份，控制50-70°C，攪拌0.5-1.5h，靜置分層，分離出有機相，水層用乙酸乙酯萃取2-4次，然后將乙酸乙酯層與有機相合 并，減壓蒸去溶劑，重結晶得到產物，即為1，7_雙(對芐氧基苯基)-1，6_庚二烯_3,5_二酮。
[0018] 本發明至少包括以下有益效果：
[0019] 1、本發明的姜黃素衍生物的制備方法簡單，原料易得，具有成本低的優勢。得到的 姜黃素衍生物表現出很好的抗菌能力和抗癌能力。
[0020] 2、本發明的單-(6-巰基)-β-環糊精通過巰基與鈦金屬的金屬-巰基鍵合作用，將 環糊精結構引入鈦金屬表面，并通過超聲作用使姜黃素衍生物進入環糊精"V"字型的 疏水性空穴。β-環糊精外親水、內疏水的特點使水溶性很差的姜黃素衍生物在純水體系中 結合到鈦金屬表面。該方法不僅簡單、有效，而且綠色、環保。
[0021] 3、本發明的姜黃素衍生物在這個體系中的抗菌效果持續時間為單獨姜黃素衍生 物體系的1.5倍以上，因此其抗菌作用更好。
【具體實施方式】
[0022] 下面結合實施例對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書 文字能夠據以實施。
[0023] 實施例1
[0024] 本方案制備具有抗菌抗癌性能的鈦金屬的方法，包括以下步驟：
[0025] 1)將環糊精0.5重量份溶于4重量份的水中，攪拌均勻后，加入鈦金屬1重量份，浸 泡30min;
[0026] 2)加入姜黃素衍生物1重量份，然后用20kHz超聲波30min;
[0027] 3)取出鈦金屬，干燥，即得具有抗菌抗癌性能的鈦金屬。
[0028] 實施例2
[0029] 本方案制備具有抗菌抗癌性能的鈦金屬的方法，包括以下步驟：
[0030] 1)將單-(6-巰基)-β-環糊精0.6重量份溶于20重量份的50°C水中，攪拌均勻后，加 入鈦金屬1.5重量份，浸泡60min;
[0031] 2)加入姜黃素衍生物1.2重量份，然后進行5000rpm離心lOmin，再用30kHz超聲波 60min；
[0032] 3)取出鈦金屬用紅外線干燥。
[0033] 實施例3
[0034] 本方案制備具有抗菌抗癌性能的鈦金屬的方法，包括以下步驟：
[0035] 1)將對羥基苯甲醛1重量份溶于乙酸乙酯2重量份，加入芐氯1重量份，控制70°C， 攪拌反應2h，得到具有式(1)的對芐氧基苯甲醛；
[0037] 2)將對芐氧基苯甲醛1重量份、硼酸三丁酯1重量份溶于2重量份的乙酸乙酯，常溫 下攪拌4min，然后加入乙酰丙酮0.2重量份與氧化硼0.1重量份的混合液，繼續常溫下攪拌 20min后加入正丁胺0.2重量份，繼續攪拌2h，停止攪拌后靜置12h，然后加入濃度為0.4mol/ L的鹽酸5重量份，控制50°C，攪拌0.5h，靜置分層，分離出有機相，水層用乙酸乙酯萃取2次， 然后將乙酸乙酯層與有機相合并，減壓蒸去溶劑，重結晶得到姜黃素衍生物；
[0038] 3)將單-(6-巰基)-β_環糊精0.1重量份溶于3.5重量份的水中，攪拌均勻后，加入 鈦金屬0.5重量份，浸泡20min;
[0039] 4)加入所述姜黃素衍生物0.2重量份，然后進行5000rpm離心5min，再用15kHz超聲 波30min;
[0040] 5)取出鈦金屬用紅外線干燥。
[0041] 其中，上述姜黃素衍生物的化學名稱為：1，7_雙(對芐氧基苯基)-1，6_庚二烯-3， 5_二酮，其結構式為：
[0043]其理化性質為：橙色晶體，易溶于有機溶劑，其核磁共振氫譜數據為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] 實施例4
[0045] 本方案制備具有抗菌抗癌性能的鈦金屬的方法，包括以下步驟：
[0046] 1)將對羥基苯甲醛5重量份溶于乙酸乙酯10重量份，加入芐氯4重量份，控制80°C， 攪拌反應4h，得到具有式(1)的對芐氧基苯甲醛；
[0048] 2)將對芐氧基苯甲醛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， 常溫下攪拌8min，然后加入乙酰丙酮1重量份與氧化硼0.5重量份的混合液，繼續常溫下攪 拌40min后加入正丁胺0.8重量份，繼續攪拌5h，停止攪拌后靜置18h，然后加入濃度為 0.4mo1/L的鹽酸10重量份，控制70°C，攪拌1.5h，靜置分