[发明专利]一种生物镁合金表面聚己内酯涂层的制备方法

说明书

本发明提供了一种生物镁合金表面聚己内酯涂层的制备方法，将打磨、抛光后的镁合金试样置于ε‑己内酯的有机溶液中，通过电化学方法使己内酯在镁合金表面发生开环聚合形成均匀的高分子涂层。采用该方法制备的聚己内酯涂层由底部的花瓣状结构和顶层的片状结构组成，与传统方法相比，通过该方法制备的聚己内酯涂层与基体之间有更好的结合力。该涂层可使镁合金的体外降解速率降低两个数量级，能够有效降低镁合金的降解速率，此外，通过该方法获得的涂层制备速度快、效率高，并且没有传统化学方法所用引发剂及催化剂的残留，具有良好的生物安全性，为生物镁合金的表面改性提供了一种新方法。

技术领域

本发明属于镁合金表面改性领域，具体涉及到一种生物镁合金表面聚己内酯涂层的制备方法。

背景技术

目前，临床上用到的医用金属材料大多数是不锈钢、钴基合金和钛基合金等惰性材料，但这些材料在人体内长期植入会导致炎症发生，降低其生物相容性。目前，作为第三代生物材料的镁合金因其可降解性以及良好的生物相容性成为了新一代医用植入材料的研究热点，但镁合金在生物体内降解速度过快，在组织愈合之前提前丧失力学性能，而且过快的降解速率还会导致炎症的发生，进一步加重病患的负担，因此降低镁合金的降解速率是解决生物镁合金临床应用问题的关键技术问题。

大多数具有生物活性的高分子涂层具有良好的生物相容性，有利于细胞的粘附、生长及增殖，在生物体内可自发降解。目前常用的生物高分子涂层有聚乳酸、壳聚糖、聚己内酯等。聚己内酯是一种可以完全生物降解的高分子材料，在人体内最终降解产物为水和二氧化碳，已广泛应用于组织工程及生物材料的表面处理领域，其降解速率主要取决于分子量的大小，因此可以用来改善镁合金的初始降解速率。聚己内酯的力学性能较好，其抗拉强度为12～30 MPa，具有较好的延展性，适用于血管支架的表面改性。以往的研究中生物镁合金表面高分子涂层多采用浸涂、旋涂等方法制备，采用传统方法制备的涂层与镁合金之间为物理吸附，其结合力较差，在镁合金器件的使用及服役过程中易发生脱落或者剥离，不能有效的保护镁合金。

电子接枝技术能够使高分子聚合物与导体或半导体之间以共价键结合，通过微电流提供能量使有机单体在导电基体表面聚合并形成聚合物膜。专利“通过电接枝在导电或者半导电表面上形成聚合物膜的方法，由此获得的表面及其应用（专利号：CN1878891 A）”中采用电接枝技术在金属或半导体表面制备了含乙烯基单体的聚合物，但其选择的金属基体为铁、铜、镍、钴、铌、银、金等过渡族金属，其应用是在电子器件及光学器件的表面防腐，并未涉及作为生物材料的活泼性金属镁合金表面的应用。

发明内容

本发明通过电化学方法使ε-己内酯单体在镁合金的表面聚合生成聚己内酯高分子涂层，避免了传统方法制备的高分子涂层存在的易脱落问题。制备的聚己内酯涂层不但具有良好的生物相容性，还可有效减缓镁合金的降解速率，此外该涂层特殊的层片状结构还适用于血管支架载药。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种生物镁合金表面聚己内酯涂层的制备方法，包括以下步骤：

（1）配制含有可聚合单体及质子源的聚合溶液；所述聚合溶液中可聚合单体浓度为0.1～8 mol/L，质子源浓度为0.01～0.1 mol/L；

（2）以打磨并抛光处理后的镁合金基体为工作电极，铂片为参比电极，铂丝电极为辅助电极，在上述聚合溶液中采用循环伏安法或恒电流法进行聚合反应形成涂层，聚合完成后冲洗、常温干燥。

如上述的一种生物镁合金表面聚己内酯涂层的制备方法，步骤（1）中所述的聚合溶液中溶剂为二甲基甲酰胺或二甲基亚砜；可聚合单体为ε-己内酯；质子源为四乙基高氯酸铵或四丁基高氯酸铵。

如上述一种生物镁合金表面聚己内酯涂层的制备方法，步骤（1）所述聚合溶液中可聚合单体浓度为1 mol/L，质子源浓度为0.05 mol/L。