[发明专利]一种钛种植体表面pH响应药物控释涂层的制备方法

说明书

本发明公开了一种钛种植体表面pH响应药物控释涂层的制备方法，首先通过阳极氧化法在钛种植体表面制备TiO₂纳米管阵列，作为药物的纳米装载装置，然后在TiO₂纳米管口接枝聚L‑谷氨酸，利用PLGA的二级结构具有随pH值变化而发生可逆性改变的特性，制备具有“开关”功能的药物控释系统，PLGA在TiO₂纳米管上的pH响应范围在5.5‑7.0之间，厚度随pH的变化而发生可逆的变化，这种聚合物厚度的变化导致纳米孔道的液体通过性发生巨大变化，这种新型智能pH响应纳米管药物缓释系统能很好解决目前钛种植体表面抗菌缓释系统不能对种植体局部组织微环境做出相应反应的缺陷，真正达到有效抗菌效果，为治疗种植体相关感染提供了新方法。

技术领域

本发明属于钛种植体表面处理的技术领域，更具体的说是涉及一种钛种植体表面pH响应药物控释涂层的制备方法。

背景技术

钛及钛合金植入已成为人类各种器官疾病或缺损缺失的重要修复方法，然而，由此引起的植入物相关性感染问题也逐渐凸显出来，感染还会导致多种不良后果，目前临床上使用抗菌药物治疗植入物相关感染，主要采用全身给药方式，然而全身给药具有靶点药物浓度低和全身毒副作用等诸多缺点。而局部应用抗菌药物具有所需药物剂量小，从装置本身释放药物作用于局部病灶，避免药物作用于全身，延长药物作用周期等优势。目前已有多种方法实现植入体表面局部缓释给药，但是这些缓释方法有药物载量少，且涂层易剥脱等缺点。近年来一种新的方法是在钛种植体表面用阳极氧化法形成TiO₂纳米级小管阵列作为局部“药物纳米储存和缓释装置”，为种植体局部药物缓释提供了新途径。TiO₂纳米管因为具有阵列式孔隙结构，有足够大的空间装载药物，适宜于在形状复杂的种植体表面制备纳米管阵列。

目前已有各种方法对进行TiO₂纳米管药物缓释调控，例如采用聚乳酸和壳聚糖对TiO₂纳米管管口进行封闭，药物缓释达6-8周，或将药物装载在纳米胶束内，再将胶束装载入TiO₂纳米管内，以此延缓药物的释放速率。然而，以上这些释药体系仅仅是针对药物释放速率的调控或者减少早期药物爆释,并不能对局部组织是否存在炎症做出反应，不管种植体周围组织是否存在感染，抗菌药物都按既定程序释放。由于药物装载量有限，为了保证长时间抗菌性能，势必造成抗菌药物的长时间低剂量的释放，可能造成耐抗生素菌株的产生；同时，当出现细菌感染需要足量抗生素迅速释放时，不能提供足量的抗生素，达不到抗菌效果。

在正常情况下，组织微环境的pH值约为7.4，但炎症病理状态下，病灶组织由于缺氧导致无氧代谢而被酸化，pH值降低达6.8甚至更低；在种植体穿龈或穿皮部位，由于细菌大量产酸，在菌斑内pH值低至5.5。因此，低pH值被视为炎症反应的重要标志之一。基于炎症状态下组织微环境的这一变化规律，我们可以利用正常组织和炎症组织的pH值差异，设计一种能对环境中pH值做出响应的TiO₂纳米管药物缓释系统。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种钛种植体表面pH响应药物控释涂层的制备方法，制备得到的药物控释涂层能对种植体周围炎症环境做出智能反应，调控抗菌药物的释放，在局部炎症发生时，释药系统中药物足量迅速释放，而正常生理环境中药物不释放，使种植体表面抗菌缓释系统真正达到有效抗感染。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种钛种植体表面pH响应药物控释涂层的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、钛材表面制备TiO₂纳米管：

a、对纯钛片进行预处理；

b、有机电解液制备：将NH₄F和去离子水加入到甘油中，得到NH₄F质量浓度为0.50～0.80wt％，去离子水质量浓度为10～15wt％的甘油溶液；