[发明专利]介孔二氧化硅/二氧化钛纳米管阵列复合材料的制备方法

说明书

本发明公开一种介孔二氧化硅纳米粒子/二氧化钛纳米管阵列新型复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1）以钛片为阳极，阳极氧化制备二氧化钛纳米管阵列；2）用溶胶‑凝胶法制备介孔二氧化硅纳米粒子；3）然后将步骤1）的阳极氧化后的二氧化钛纳米管阵列置于步骤2）制得的介孔二氧化硅纳米粒子的分散液中水热反应，在二氧化钛纳米管阵列的表面修饰上介孔二氧化硅纳米粒子。本发明的特点在于：介孔二氧化硅纳米颗粒深入二氧化钛纳米管阵列内部，结合强度高，复合载体具有较好的稳定性；复合材料具有良好的生物活性，可负载一些药物分子，作为药物缓释的载体。

技术领域

本发明属于药物缓释载体和骨修复生物材料领域，具体涉及一种制备介孔二氧化硅纳米粒子/二氧化钛纳米管阵列新型复合材料的方法。

背景技术

具备良好生物学特性的内置物材料已经在骨科手术中得到了广泛应用。对于内置材料来说，良好的生物相容性是首要条件。钛和钛合金具有优秀的机械力学性能、耐腐蚀性和良好的生物相容性，被广泛应用于骨科和口腔科等。但由于其植入人体后与骨组织难以形成较为牢固的骨键合，因此仍无法完全满足临床的需要。

在钛金属内置物表面构建二氧化钛纳米管阵列，不仅可以有效提高钛金属内置物的生物相容性，促进内置物与骨界面整合，而且，由于具有独特的中空结构、纳米管径以及表面易功能化等特点，二氧化钛纳米管已成为极具吸引力的新型药物载体，广泛应用于局部药物传输体系。

介孔二氧化硅纳米粒子的大小和形状便于调控，高孔容和比表面积允许高药物负载量，灵活的平台和广阔的进一步功能化的可能性使其可以应用于靶向药物释放和控制药物释放。此外，其表面还可以进行细节处理规避不必要的生物相互作用，促进生物利用度和细胞吸收从而免于免疫系统的监督。这将实现根据需要量身定做载体的药代动力学释放曲线，提高生物利用度，实现靶向给药，从而增强治疗效果。因此，这种介孔材料被认为是制备药物载体的良好材料。

发明内容

本发明的目的在于利用水热法的原理，提供一种新的制备介孔二氧化硅/二氧化钛纳米管阵列的新型复合材料的方法，制备一种药物缓释载体和骨修复生物材料。其特征在于：以经过预处理的钛片为阳极，以铂片为阴极，通过阳极氧化法在甘油/水体系的电解质溶液中于钛片表面形成二氧化钛纳米管阵列。将二氧化钛纳米管阵列置于介孔二氧化硅纳米粒子分散液中，并通过水热法在二氧化钛纳米管阵列表面上修饰介孔二氧化硅纳米粒子，形成一种新型的介孔二氧化硅纳米粒子/二氧化钛纳米管阵列复合材料。

本发明的目的是这样实现的，所述的介孔二氧化硅纳米粒子/二氧化钛纳米管阵列新型复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1）以钛片为阳极，阳极氧化制备二氧化钛纳米管阵列；2）用溶胶-凝胶法制备介孔二氧化硅纳米粒子；3）然后将步骤1）的阳极氧化后的二氧化钛纳米管阵列置于步骤2）制得的介孔二氧化硅纳米粒子的分散液中水热反应，在二氧化钛纳米管阵列的表面修饰上介孔二氧化硅纳米粒子。

上述步骤1）的阳极氧化制备二氧化钛纳米管阵列的方法为：以钛片为阳极，铂片为阴极，在含氟的甘油/水体系的电解质溶液中，以30~70V电解电压，电解液温度为20~50℃条件下阳极氧化2~24h。

上述步骤2）的介孔二氧化硅纳米粒子的溶胶-凝胶法制备方法为：以烷基三甲基溴化铵为模板剂，正硅酸乙酯为硅源，氨水调节pH值，搅拌2~4h，过滤、干燥获得白色固体，白色固体为煅烧前的介孔二氧化硅纳米粒子，取白色固体置于马弗炉中，以1~3℃/min的升温速率升至500~600℃保温4~6h，即得煅烧后的介孔二氧化硅纳米粒子。