顱頜面修復鈦網表面活性藥物緩釋涂層的制備方法
【專利摘要】本發明提供一種新方法來制備顱頜面修復鈦網表面活性藥物緩釋涂層，包括：鈦網制備，模板交聯，電解液制備，磁場處理，熱處理等步驟。本發明還涉及顱頜面修復鈦網表面活性藥物緩釋涂層及其系統。與現有技術相比，本發明環保，無毒無害，納米管尺寸嚴格可控，涂層與基底的結合力明顯優于現有技術。
【專利說明】
顱頜面修復鈦網表面活性藥物緩釋涂層的制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及醫療器械領域，尤其涉及一種顱頌面修復鈦網表面藥物緩釋系統及其制備方法。
【背景技術】
[0002]在治療顱頌面缺損、癲癇、顱內腫瘤等神經外科疾病時，往往需要進行顱骨修復手術。鈦網由于其較高的強度，優異的生物相容性，往往被用于顱頌面修復。然而，顱頌面修復手術尤其是顱骨修復手術危險性較高，并且圍術期不良反應較多，常見的有腦積液、術后感染等，影響治療效果，而常規的抗生素輸液治療的效果也并不理想。因此，如果有一種方法可以在手術區域內定向給藥，就可以緩解圍術期的不良反應。
[0003]鈦網表面藥物緩釋系統是一種為緩解顱頌面修復圍術期不良反應而設計的具有生物活性的涂層，其微觀結構是規則的二氧化鈦納米管。二氧化鈦納米管涂層的制備方法主要是陽極氧化，其技術要點是將純鈦與恒流電源陽極連接，用鉑電極作為陰極，在含有氟離子的溶液中通電，進行陽極氧化。試樣處理一定時間后，表面形成二氧化鈦納米管涂層。這種結構的涂層最初被發現具有光伏反應效應，即可以作為一種太陽能電池的原料。而隨后的研究發現，這種結構還具有較高的成骨活性，并根據其結構特點，還可以用作藥物載體，通過控制可以作為藥物緩釋系統。根據這些特點和作用，這種涂層用于顱頌面修復非常合適。
[0004]然而，這種采用陽極氧化制備的納米管涂層具有明顯的缺陷:1、電解質溶液由于含有氟離子，并且是酸性條件，毒性和腐蝕性非常強，對操作人員和環境的負面影響很大；
2、該涂層中遺留大量氟離子，對后續的清洗處理要求較高，這在醫療器械領域，尤其是植入器械來說是非常不利的，為了降低對病人和環境的毒性，所需人力物力和成本都很高;3、該涂層與基底的結合力很弱，非常容易脫落，這在醫療領域的應用是極不允許的。
[0005]因此，本領域的技術人員致力于開發一種新的方法來制備活性藥物緩釋涂層，其電解液是一種環保溶液，不含氟離子，Ph值接近中性;所制備的涂層與基底結合力大大提高，抗剪切力加強，不易脫落;不含氟離子，并且在后續處理后，可以消除殘余離子，清洗問題很容易解決。
【發明內容】
[0006]有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是現有鈦網表面藥物緩釋系統對病人和環境的毒性、腐蝕性的負面影響，并提高涂層與基底的結合力，使其在醫療領域顱頌面修復中更易于應用。
[0007]為實現上述目的，本發明提供了一種新方法來制備顱頌面修復鈦網表面活性藥物緩釋涂層，包括以下步驟:
[0008]步驟一、鈦網制備:采用市場上常見的鈦網。
[0009]步驟二、模板交聯:制備好的鈦網表面進行交聯處理，涂覆一層帶有納米孔的薄膜。主要包括以下方法:
[0010]方法1、在鈦網表面涂敷有機膜，有機膜為帶有不同直徑納米孔洞的網狀膜，以作為納米管的模板，其中納米孔洞直徑為5-100nm;
[0011]方法2、在鈦網表面涂覆一層帶有規則微孔陣列的剛玉薄膜作為納米管的模板，其中膜厚為1_5μπι。
[0012]步驟三、電解液制備:配制電解液溶液，所述電解液包括無機離子和有機離子，研究人員認為，無機離子包括除氟離子外的鹵族離子和過氧化氫離子、鈉離子、磷酸根離子等。其中，主要功能離子是氯離子和過氧化氫離子，其中氯離子的摩爾濃度為0.01-lmol/L，優選為0.3-0.5mol/L;過氧化氫的濃度為0.0l-2mol/L，優選為1-1.5mol/L。有機離子包括檸檬酸根離子、EDTA、Tris、醋酸根等起緩釋作用的酸性離子，濃度范圍0.1-lmol/L。電解質溶液的Ph值范圍為3-9，優選ph值為5-7。
[0013]步驟四、將具有模板的鈦網浸入所述電解液溶液中，電解質溶液的溫度保持在10攝氏度至80攝氏度，優選為45攝氏度至55攝氏度。
[0014]步驟五、將浸有鈦網的電解液溶液放置在恒定磁場或交變磁場中，磁場強度為
0.lA/m至5A/m，交變磁場的頻率為1-30分鐘/次，優選為5-10分鐘/次。交變磁場的波形為方波或者正弦波形或余弦波形，優選為方波，波形對稱性為嚴格對稱或不對稱。磁場方向與鈦網表面平面之間的最終夾角為0-180度，最優為90度。磁場和交變磁場是由磁場發生器產生，處理時間為5分鐘以上，最優處理時間為30分鐘-60分鐘。鈦網上生成二氧化鈦納米管涂層。
[0015]步驟六、將經過磁場處理的鈦網從電解液溶液中取出，清洗，熱處理，溫度為150-450攝氏度，保溫時間30-60分鐘，尤其是250攝氏度為佳。該熱處理不會對純鈦微觀結構產生本質性影響。
[0016]進一步地，采用上述制備方法獲得顱頌面修復鈦網表面活性藥物緩釋涂層，其功能部分是二氧化鈦納米管，所述納米管尺寸通過模板孔徑控制。
[0017]進一步地，一種顱頌面修復鈦網表面活性藥物緩釋系統，包括由上述制備方法獲得的二氧化鈦納米管涂層。
[0018]與現有技術相比，本發明具有以下優點:
[0019]1、本發明所采用的電解液是無毒無害環保的電解液，只需稍作后續處理就可以直接排放，對環境友好，這是本發明的最顯著優點；
[0020]2、使用模板方式控制二氧化鈦納米管的直徑，尺寸嚴格可控；
[0021]3、所制備的涂層與基底有很好的結合力，可高達到50N，而現有技術中涂層結合力一般為11N，涂層質量明顯優于類似技術。
[0022]以下將結合附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本發明的目的、特征和效果。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發明的一個較佳實施例的制備完成的納米管涂層的SEM照片；其中a-h所不管徑分別是30]1111，4011111，6011111，7011111，8511111，10011111，11011111，130111110
【具體實施方式】
[0024]實施例1
[0025](D鈦網制備；
[0026](2)在鈦網表面涂覆一層微孔剛玉薄膜作為納米管的模板，孔徑為10nm;
[0027](3)電解液溶液包括0.3mol/L氯離子，1.2mol/L過氧化氫離子，鈉離子和0.5mol/L醋酸根離子，Ph值為5;
[0028](4)將步驟(2)的鈦網浸入步驟(3)的電解液溶液中，溫度保持在50攝氏度；
[0029](5)將步驟(4)的電解液溶液放置在恒磁場中，處理時間為30分鐘；
[0030](6)將步驟(5)的鈦網從電解液溶液中取出，清洗，熱處理，溫度為400攝氏度，保溫時間30分鐘。
[0031]上述步驟可在鈦網上生成孔徑為10nm的二氧化鈦納米管涂層，經測試，其涂層結合力為45N。
[0032]實施例2
[0033](D鈦網制備；
[0034](2)在鈦網表面涂敷一層有機膜，有機膜為帶有不通直徑孔洞的網狀膜，孔徑為50nm；
[0035](3)電解液溶液包括0.3mol/L氯離子，1.5mol/L過氧化氫離子，鈉離子，磷酸根離子和lmol/L朽1檬酸根離子，ph值為6;
[0036](4)將步驟(2)的鈦網浸入步驟(3)的電解液溶液中，溫度保持在55攝氏度；
[0037](5)將步驟(4)的電解液溶液放置在交變磁場中，磁場強度為5A/m，頻率為5分鐘/次，方波，嚴格對稱，最終夾角為90度，處理時間60分鐘。
[0038](6)將步驟(5)的鈦網從電解液溶液中取出，清洗，熱處理，溫度為250攝氏度，保溫時間60分鐘。
[0039]上述步驟可在鈦網上生成孔徑為50nm的二氧化鈦納米管涂層，經測試，其涂層結合力為50N。
[0040]以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以根據本發明的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內。
【主權項】
1.一種顱頌面修復鈦網表面活性藥物緩釋涂層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟； 步驟一、鈦網制備； 步驟二、模板交聯:將上述制備好的鈦網的表面進行交聯處理，涂覆一層帶有規則微孔陣列的剛玉薄膜作為納米管的模板； 步驟三、電解液制備:所述電解液包括無機離子、有機離子和過氧化氫，其中，所述無機離子包括氯離子、鈉離子和磷酸根離子，所述有機離子包括檸檬酸根離子、EDTA、Tris和醋酸根離子，所述電解液溶液的pH值范圍為3-9，其中，氯離子的摩爾濃度為0.0l-lmol/L，過氧化氫的濃度為0.01-2mol/L，所述有機離子的摩爾濃度為0.l-lmol/L; 步驟四、將具有模板的所述鈦網浸入步驟三制得的電解液溶液中，所述電解液溶液的溫度保持在10攝氏度至80攝氏度； 步驟五、將浸有所述鈦網的電解液溶液放置在恒定磁場或交變磁場中，所述磁場的強度為0.lA/m至5A/m，所述交變磁場的頻率為1-30分鐘/次，所述磁場方向與所述鈦網表面平面之間的最終夾角為0-180度，磁場處理時間為5分鐘以上； 步驟六、將經過所述磁場處理的所述鈦網從所述電解液溶液中取出，清洗，熱處理，其中熱處理溫度為150-450攝氏度，保溫時間為30-60分鐘。2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述剛玉薄膜的膜厚為1_5μπι。3.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟三所述氯離子的摩爾濃度優選為0.3-0.5mo I /L，所述過氧化氫的摩爾濃度優選為1-1.5mo I /L，所述電解液溶液的pH值優選為 5-7。4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟四所述電解液溶液的溫度優選為45攝氏度至55攝氏度。5.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟五所述交變磁場的頻率優選為5-10分鐘/次;所述交變磁場的波形為方波、正弦波形或余弦波形，所述波形的對稱性為嚴格對稱或不對稱。6.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述交變磁場優選為方波。7.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟五所述磁場方向與所述鈦網表面平面之間的最終夾角最優為90度，所述磁場處理時間最優為30分鐘-60分鐘。8.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟六所述熱處理溫度優選為250攝氏度。9.根據權利要求1-8任一項所述的制備方法制備的顱頌面修復鈦網表面活性藥物緩釋涂層，其特征在于，所述緩釋涂層的結合力為40-50N，其功能部分是二氧化鈦納米管，所述納米管的尺寸通過所述模板的孔徑控制。10.包括權利要求9所述的緩釋涂層的顱頌面修復鈦網表面藥物緩釋系統。
【文檔編號】A61L27/30GK105903074SQ201610209579
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2014年9月17日
【發明人】謝雷, 李學烤, 顧茂眾
【申請人】上海施必康醫療器械有限公司