一種鎂基載藥納米涂層材料的電沉積制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鎂基載藥納米涂層材料的電沉積制備方法，屬于高分子自組裝和生物醫用材料制備領域。
技術背景
[0002]鎂合金是以鎂為基材加入其他元素組成的合金，與傳統的醫用金屬合金如316L不銹鋼、鈦合金、鈷基合金等相比，其具有更好的生物相容性，生物可降解性，以及適宜的力學性能。盡管鎂合金作為醫用移植材料具有諸多優勢，但其應用前景也因本身的一些缺陷受到了很大制約。鎂及鎂合金性質活潑，在生理環境中的耐蝕性能差，限制了其應用。(Materials China, 2011,30(4):30-43)因此，改善鎂合金的降解速率是研宄者們研宄的熱點。
[0003]近年來，為了改善鎂合金耐腐蝕性能，通常采用聚合物涂層對其表面進行改性。但是，聚合物涂層的降解亦會產生一些炎癥、過敏反應，為了解決這一問題，可以在制備聚合物涂層的過程中負載功能藥物(如蛋白、藥物、生長因子、抗炎因子等)，達到抗菌、消炎等作用。如s.Kunjukunju等利用層層自組裝技術，在醫用鎂合金表面制備負載纖連蛋白的天然聚多糖涂層，結果表明該涂層可促進成骨細胞的增殖與生長(ActaB1materialia, 2013, 9:8690-8703) ;P.Lu等制備了負載紫杉醇藥物的生物涂層，并對涂層的藥物釋放性能進行了研宄，通過改變涂層的結構與組成，可達到控制紫杉醇藥物緩慢釋放的效果(Colloids and Suiface B:B1interface, 2011，83:23-28)。但目前的制備方法大多耗時、過程繁瑣、可控性差，生物活性劑在涂層中的分布存在不均一性和穩定性差等缺陷。
【發明內容】
[0004]針對現有技術存在的上述不足，本專利發明了一種鎂基載藥納米涂層材料的電沉積制備方法，首先將生物基大分子和功能藥物在選擇性溶劑中自組裝制備功能膠束粒子溶液，通過電泳沉積技術將上述粒子固定在鎂合金表面制備載藥納米涂層材料，該方法操作方便，設備簡單，投資少，適用范圍廣。
[0005]本發明采用如下的技術方案:
[0006]—種鎂基載藥納米涂層材料的電沉積制備方法，其特征步驟為:
[0007](I)復合自組裝功能膠束粒子溶液的制備:稱取適量生物基大分子溶解于溶劑中得到大分子溶液，向上述溶液中加入功能藥物，待其溶解以后，再逐滴滴加沉淀劑，促使生物基大分子與功能藥物發生自組裝，得到復合自組裝功能膠束粒子溶液；
[0008](2)載藥納米涂層制備:將鎂合金用2000目砂紙打磨至無氧化層，依次在20mL無水乙醇、20mL丙酮中超聲清洗10?15min，室溫晾干備用，然后以鎂合金為陽極，鉑片電極為對電極，以步驟(I)制備的復合自組裝功能膠束粒子溶液為電解液，通過電泳沉積技術，在鎂合金表面制備載藥納米涂層材料。
[0009]步驟(I)中所述生物基大分子選自γ-聚谷氨酸、透明質酸-g-多巴胺、γ-聚谷氨酸-g-香豆素、γ -聚谷氨酸-g-環糊精中的一種或幾種。
[0010]步驟(I)中所述功能藥物選自紫杉醇、骨形態發生蛋白、地塞米松、牛血紅蛋白、吲哚美辛中的一種或幾種。
[0011]步驟(I)中所述溶劑選自二甲亞砜、N，N_ 二甲基甲酰胺中的一種或兩種混合溶劑；所述沉淀劑選自無水乙醇、丙酮、二氧六環、水中的一種；所述沉淀劑與良溶劑的體積比為I?5。
[0012]步驟⑵中所述電泳沉積的電壓為I?200V ;沉積時間為10?120min,涂層厚度為 50nm ?1000 μ m。
[0013]本發明的主要優點在于:采用的電沉積制備方法操作方便，設備簡單，投資少。在涂層制備過程中，負載功能藥物，賦予涂層功能化，制備了具有高附加值的生物醫用涂層材料，為鎂基載藥納米涂層材料的制備提供了一種新方法。
【附圖說明】
[0014]圖1復合自組裝功能膠束粒子溶液數碼照片；
[0015]圖2復合自組裝功能膠束粒子TEM圖片；
[0016]圖3載藥納米涂層的SEM形貌圖。
【具體實施方式】
[0017]實施例1
[0018]一種鎂基載藥納米涂層材料的電沉積制備方法，具體實施步驟如下:
[0019](I)復合自組裝功能膠束粒子溶液的制備:稱取0.05g的γ -聚谷氨酸-g_環糊精溶于1mL共溶劑DMSO中得到大分子溶液，向上述溶液中加入0.004g的功能藥物吲哚美辛，待其溶解以后，再以5:1的體積比(乙醇:二甲亞砜)逐滴滴加沉淀劑乙醇，促使生物基大分子與功能藥物發生自組裝，得到復合自組裝功能膠束粒子溶液，膠束粒子的水溶液數碼照片如附圖1所示。
[0020](2)載藥納米涂層制備:將鎂合金用2000目砂紙打磨至無氧化層，依次在20mL無水乙醇、20mL丙酮中超聲清洗10?15min，室溫晾干備用。然后以鎂合金為陽極，鉑片電極為對電極，以步驟(I)制備的復合自組裝功能膠束粒子溶液為電解液，在180V的恒電位電場作用下電化學沉積60min，制備γ -聚谷氨酸-g-環糊精負載牛血紅蛋白納米涂層材料。
[0021]實施例2
[0022]一種鎂基載藥納米涂層材料的電沉積制備方法，具體實施步驟如下:
[0023](I)復合自組裝功能膠束粒子溶液的制備:稱取0.05g的γ -聚谷氨酸-g_香豆素溶于1mL共溶劑DMSO中得到大分子溶液，向上述溶液中加入0.009g的功能因子藥物葉酸，待其溶解以后，再以2:1的體積比(乙醇:二甲亞砜)逐滴滴加沉淀劑乙醇，促使生物基大分子與功能藥物發生自組裝，得到復合自組裝功能膠束粒子溶液，膠束粒子的TEM形貌圖如附圖2所不。
[0024](2)載藥納米涂層制備:將鎂合金用2000目砂紙打磨至無氧化層，依次在20mL無水乙醇、20mL丙酮中超聲清洗10?15min，室溫晾干備用。然后以鎂合金為陽極，鉑片電極為對電極，以步驟(I)制備的復合自組裝功能膠束粒子溶液為電解液，在120V的恒電位電場作用下電泳沉積30min，在鎂合金表面制備納米載藥涂層材料。
[0025]實施例3
[0026]一種鎂基載藥納米涂層材料的電沉積制備方法，具體實施步驟如下:
[0027](I)復合自組裝功能膠束粒子溶液的制備:稱取0.05g的γ -聚谷氨酸溶于1mL共溶劑DMSO中得到大分子溶液，向上述溶液中加入0.0Olg的功能因子骨形態發生蛋白，待其溶解以后，再以3:1的體積比(丙酮:二甲亞砜)逐滴滴加沉淀劑丙酮，促使生物基大分子與功能藥物發生自組裝，得到復合自組裝功能膠束粒子溶液。
[0028](2)載藥納米涂層制備:將鎂合金用2000目砂紙打磨至無氧化層，依次在20mL無水乙醇、20mL丙酮中超聲清洗10?15min，室溫晾干備用。然后以鎂合金為陽極，鉑片電極為對電極，以步驟(I)制備的復合自組裝功能膠束粒子溶液為電解液，在1V的恒電位電場作用下電化學沉積40min，在鎂合金表面制備γ -聚谷氨酸_g_香豆素負載骨形態發生蛋白納米涂層材料。
[0029]實施例4
[0030]一種鎂基載藥納米涂層材料的電沉積制備方法，具體實施步驟如下:
[0031](I)復合自組裝功能膠束粒子溶液的制備:稱取0.0lg的透明質酸-g_多巴胺溶于1mL共溶劑N，N- 二甲基甲酰胺中得到大分子溶液，向上述溶液中加入0.0lg的功能藥物牛血紅蛋白質，待其溶解以后，再以4:1的體積比(水:N，N-二甲基甲酰胺)逐滴滴加沉淀劑水，促使生物基大分子與功能藥物發生自組裝，得到復合自組裝功能膠束粒子溶液。
[0032](2)載藥納米涂層制備:將鎂合金用2000目砂紙打磨至無氧化層，依次在20mL無水乙醇、20mL丙酮中超聲清洗10?15min，室溫晾干備用。然后以鎂合金為陽極，鉑片電極為對電極，以步驟(I)制備的復合自組裝功能膠束粒子溶液為電解液，在60V的恒電位電場作用下電化學沉積50min，制備透明質酸-g_多巴胺負載蛋白質納米涂層材料，涂層的SEM形貌圖如附圖3所示。
[0033]上述實施例用來解釋說明本發明，而不是對本發明進行限制，在本發明的精神和權利要求的保護范圍內，對本發明作出的任何修改和改變，都落入本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種鎂基載藥納米涂層材料的電沉積制備方法，其特征步驟為: (1)復合自組裝功能膠束粒子溶液的制備:稱取適量生物基大分子溶解于溶劑中得到大分子溶液，向上述溶液中加入功能藥物，待其溶解以后，再逐滴滴加沉淀劑，促使生物基大分子與功能藥物發生自組裝，得到復合自組裝功能膠束粒子溶液； (2)載藥納米涂層制備:將鎂合金用2000目砂紙打磨至無氧化層，依次在20mL無水乙醇、20mL丙酮中超聲清洗10?15min，室溫晾干備用，然后以鎂合金為陽極，鉑片電極為對電極，以步驟(I)制備的復合自組裝功能膠束粒子溶液為電解液，通過電泳沉積技術，在鎂合金表面制備載藥納米涂層材料。
2.依據權利要求1所述的一種鎂基載藥納米涂層材料的電沉積制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述生物基大分子選自γ-聚谷氨酸、透明質酸-g-多巴胺、γ-聚谷氨酸-g-香豆素、γ -聚谷氨酸-g-環糊精中的一種或幾種。
3.依據權利要求1所述的一種鎂基載藥納米涂層材料的電沉積制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述功能藥物選自紫杉醇、骨形態發生蛋白、地塞米松、牛血紅蛋白、吲哚美辛中的一種或幾種。
4.依據權利要求1所述的一種鎂基載藥納米涂層材料的電沉積制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述溶劑選自二甲亞砜、N，N-二甲基甲酰胺中的一種或兩種混合溶劑。
5.依據權利要求1所述的一種鎂基載藥納米涂層材料的電沉積制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述沉淀劑選自無水乙醇、丙酮、二氧六環、水中的一種。
6.依據權利要求1所述的一種鎂基載藥納米涂層材料的電沉積制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述沉淀劑與良溶劑的體積比為I?5。
7.依據權利要求1所述的一種鎂基載藥納米涂層材料的電沉積制備方法，其特征在于，步驟(2)中電泳沉積的電壓為I?200V。
8.依據權利要求1所述的一種鎂基載藥納米涂層材料的電沉積制備方法，其特征在于，步驟⑵中電泳沉積的時間為10?120min，涂層厚度為50nm?1000 μπι。
【專利摘要】本發明涉及一種鎂基載藥納米涂層材料的電沉積制備方法。該制備方法包括：首先將生物基大分子溶解于溶劑中得到大分子溶液，再向上述溶液中加入功能藥物，待功能藥物溶解之后，逐滴滴加沉淀劑，得到復合自組裝功能膠束粒子溶液；最后通過電泳沉積技術將復合自組裝功能膠束粒子固定在鎂合金表面形成載藥納米涂層材料；該法操作簡便，適用范圍廣，為鎂合金表面載藥納米涂層的制備提供了一種新策略。
【IPC分類】B82Y40-00, C25D15-00
【公開號】CN104790015
【申請號】CN201510131510
【發明人】崔燕, 劉曉亞, 李楊, 朱曉潔, 曲冬安, 潘凱, 鄧正巧, 王雪飛, 趙效晨
【申請人】江南大學
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年3月24日