[发明专利]PLGA-PEG-PLGA镶嵌的矿化胶原涂层及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种同时具备高生物学响应性和可高效承载药物的金属植入体表面PLGA-PEG-PLGA（PLGA的英文全称是poly(lactic-co-glycolic acid)，中文标准命名是聚乳酸-羟基乙酸共聚物；PEG的英文全称是poly（ethylene glycol），中文标准命名是聚乙二醇）共聚物镶嵌的矿化胶原涂层及其制备方法。

背景技术

矿化胶原由磷酸钙盐和胶原蛋白复合而成，与天然骨的结构和成分相似。研究表明（Dawson JI，et al. Biomaterials, 2009，29（21）: 3105-3116），该复合材料具有优异的仿生性能，可有效促进骨整合过程，提高新骨形成能力。通过电化学沉积、旋涂法、仿生法等方式可使胶原分子及磷酸盐组装于金属基板上，形成矿化胶原涂层。得到的金属植入体不仅具备金属良好的机械性能，而且能利用矿化胶原改善材料的生物活性。但另一方面，为了进一步提高骨修复手术的成功率，往往需要在植入体中加载生长因子、抗生素等药物，使其在患处缓慢持续释放，在一定的时间内发挥效用。而相对于块体药物载体材料而言，涂层一般较薄，对药物的容纳能力相对较小，导致药物在承载材料中的扩散快，其有效浓度无法在足够长时间内维持在一定水平。

为达到缓释目的，要求药物能大量进入载体材料，并能在体内缓慢持续释放。这可通过在药物控释系统中加入可依据外部微环境变化作出响应而产生溶胶-凝胶相变化的高分子聚合物来实现。其中，PLGA-PEG-PLGA作为同时具备热响应性和良好生物相容性的温敏聚合物材料具有很大的应用前景。该材料在临界溶解温度（28℃左右）以下时为溶胶，温度上升时由于疏水相互作用加强或氢键受到破坏而形成凝胶。在临界溶解温度以下将其与药物共混，升高温度后可使药物分子包裹于凝胶体系中，减缓药物在体内的释放。有关研究（Song  ZM，et al. Journal of Colloid and Interface Science, 2011, 354:116-123）报道了利用PLGA-PEG-PLGA的温敏特性使其随温度进行原位结构变化达到有效载药释药的目的，但一般在其块状水凝胶状态下运用，未发现有将其与其他材料复合制成涂层的报道。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供PLGA-PEG-PLGA镶嵌的矿化胶原涂层及制备方法。该涂层沉积于金属植入体表面，使其具备高生物学响应性和高效缓释药物的功能。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种PLGA-PEG-PLGA镶嵌的矿化胶原涂层，它包括一金属基板，所述金属基板表面沉积了多孔矿化胶原涂层，多孔矿化胶原涂层内镶嵌PLGA-PEG-PLGA。

一种上述PLGA-PEG-PLGA镶嵌的矿化胶原涂层的制备方法，它包含以下步骤：

（1）金属基板表面预处理：包括对金属基板表面进行清洁、控制粗糙度、处理氧化物层等；

（2）配制电解液，利用电化学沉积在金属植入体表面得到多孔矿化胶原涂层：配制的电解液中含有Ca²⁺、H₂PO₄^-、H₂O₂和胶原，它们的浓度分别为4～8mmol/L、8～16 mmol/L、0.1～0.6g/L和15～20 mmol/L，电解液的pH为4.3～4.6；金属基板为阴极，铂电极为阳极，电解液置于温度为37℃的水浴中，阴极与阳极之间距离为1～2cm，采用恒压模式，沉积电压范围为2.0～2.5V，沉积时间为30～60min；电化学沉积结束后将金属基板用去离子水清洗，自然风干； 

（3）将PLGA-PEG-PLGA加去离子水配制成浓度为3～6g/L的溶胶，将制得的表面具有多孔矿化胶原涂层的金属基板浸于上述溶液中，在4～20℃下放置5～10h，然后在35～40℃下放置5～10h，使PLGA-PEG-PLGA溶胶转变为凝胶，镶嵌于多孔涂层中；最后取出金属基板并烘干，制得本发明PLGA-PEG-PLGA共聚物镶嵌的矿化胶原涂层。

本发明的有益效果是，本发明采用电化学制备具有多孔结构的矿化胶原涂层，利用其多孔结构镶嵌PLGA-PEG-PLGA温敏聚合物，从而显著改善了涂层对药物的缓释行为，使其在具备高生物学响应性的同时，高效承载并缓慢释放生长因子、抗生素、蛋白类药物等，在硬骨组织修复领域具有广泛的应用前景。

附图说明