[发明专利]一种医用不锈钢材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物医用材料的表面改性领域，尤其涉及一种医用不锈钢材料及其制备方法。

技术背景

医用不锈钢硬度高，重量适中，价格便宜，制作方便，但是不锈钢本身没有抗菌和杀菌的能力，所以在将医用不锈钢用作牙齿种植和骨种种植时很容易发生感染，严重时会危及人的生命，因此，需要提高不锈钢的抗菌性能和杀菌能力。

细菌在材料表面的生长可以分成三步：首先是细菌在材料表面的粘附，然后是细菌的繁殖，最后形成稳定的生物膜。因此具备抵抗细菌粘附功能和杀菌能力的材料，可有效避免细菌产生的感染问题。乙二醇类化合物对材料表面修饰被认为是抵抗细菌粘附最有效的方法，而在材料表面引入银也具有良好的杀菌能力。但是这两种方法都不能提供成骨细胞在材料表面的固定和生长。

银离子具有良好的杀菌效果，将银纳米颗粒引入到材料表面，将大大的提高材料的杀菌能力。

Southern在1975年首先提出：当模板分子(印迹分子)与聚合物单体接触时会形成多重作用点，通过聚合过程这种作用就会被记忆下来，当模板分子除去后，聚合物中就形成了与模板分子空间构型相匹配的具有多重作用点的空穴，这样的空穴将对模板分子及其类似物具有选择识别特性-这就是分子印迹技术。

因此，开发一种新的医用不锈钢材料及其制备方法，引入乙二醇类化合物提高材料抗细菌粘附能力，引入银纳米颗粒提高材料的杀菌能力，同时利用分子印迹的技术在不锈钢材料表面引入与成骨细胞相匹配的作用点提高材料促成骨细胞功能非常重要。

发明内容

本发明的目的在于针对一般生物医用材料的不足，提供一种医用不锈钢材料及其制备方法，首先引入3-(三氟甲基)苄基硫醇附着层，再引入聚乙二醇类化合物附着层，既提高聚乙二醇类化合物在不锈钢表面的附着能力，防止脱落，又利用聚乙二醇类化合物提高不锈钢抗细菌粘附能力，避免细菌在不锈钢表面粘附繁殖。

本发明的另一个目的是，在引入聚乙二醇类化合物附着层的过程中利用分子印迹方法，使不锈钢材料具有对成骨细胞分子有效识别的功能，有利于成骨细胞在该材料表面固定生长。

本发明还在聚二乙醇类化合物附着层的表面引入银纳米颗粒，提高材料的杀菌能力，避免发生细菌感染。

本发明提供的技术方案是：

一种医用不锈钢材料，其具有抗细菌粘附、杀菌和促成骨细胞生长功能，其中，所述包括：

医用不锈钢基体；

第一附着层，其为3-(三氟甲基)苄基硫醇附着层，其附着在所述基体的表面，通过配位键与所述基体相连；

第二附着层，其为聚乙二醇类化合物附着层，其附着在所述基体的表面，所述聚乙二醇类化合物由甲基丙烯酸2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯和双甲基丙烯酸乙二醇酯在乙醇环境下发生交联反应得到；

其中，第二附着层中还具有与成骨细胞空间构型相匹配的空穴；

此外，第二附着层表面还吸附有银纳米颗粒。

优选的是，所述的医用不锈钢材料中，所述空穴是使用分子印迹方法，在所述甲基丙烯酸2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯和双甲基丙烯酸乙二醇酯发生交联反应的过程中引入成骨细胞，然后再使用胶原酶去除成骨细胞得到的。

一种医用不锈钢材料的制备方法，其中，所述包括以下步骤：

步骤一、预处理：不锈钢片表面用碳化硅砂纸400号至1000号顺序抛光，然后用丙酮、乙醇和蒸馏水依次超声30分钟，80℃真空干燥，然后将钛片浸泡于体积分数为5％的3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中，浸泡1小时，蒸馏水洗净，干燥，得到产物1；

步骤二、分子印迹方法结合表面引发原子转移自由基聚合法进行表面改性：将甲基丙烯酸2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯和双甲基丙烯酸乙二醇酯加入水和乙醇中，搅拌均匀，加入成骨细胞，搅拌均匀；加入面积为1×1cm²产物1，加入CuBr和α-溴代苯乙酸甲酯，通氮气保护下100℃反应30分钟后得到产物2；

步骤三、引入银纳米颗粒：将产物2加入银纳米颗粒的水溶液中，浸泡30-60分钟，蒸馏水洗净得到产物3；

步骤四、后处理：将产物3放入装有1％I型胶原酶2ml的瓶中，消化30秒后取出，蒸馏水洗净后超声10分钟，取出于80℃真空干燥，得到本发明的产品。

优选的是，所述的医用不锈钢材料的制备方法中，所述银纳米颗粒的粒径为10-50纳米，用量为0.5-1mol。