[发明专利]在金属表面制备具有长效抗菌效果多肽涂层的方法

说明书

本发明公开了一种在金属表面制备具有长效抗菌效果多肽涂层的方法，包含以下步骤包含以下步骤：(1)金属预处理：(a)将金属抛光；(b)80％乙醇中室温超声波清洗5分钟；(c)紫外线灭活处理；(2)多肽涂层的制备：(a)将聚己内酯/聚氨酯颗粒与氯仿溶液，按照3％W/V的比例混合；(b)多肽F3加入经步骤(a)制得的溶液，形成同质混合溶液；(c)将经步骤(1)处理过的金属浸入同质混合溶液中，通风2‑4小时，在金属表面形成多肽包覆层。该方法制备的镁基生物材料具有稳定、长效的良好抗菌消炎功能。该涂层具有良好的生物兼容性、安全性，且降解产物不具备毒性。制备方法简单易行、成本低、能耗小、无环境污染、容易规模化生产。

技术领域

本发明涉及金属材料制造，确切地说是一种在金属表面制备具有长效抗菌效果多肽涂层的方法。

背景技术

随着人类社会的的发展和人类活动的增加，人类骨组织和硬组织的损伤越来越频繁，因此对相应的骨组织固定、修复及替代生物材料的需求越来越多，要求越来越高。传统的骨固定和替代材料如钛合金及不锈钢等金属材料，由于与人体骨组织的弹性模量相差很大，与人骨的力学性能相差很大，一旦植入体内容易产生很多问题：应力遮挡、由于金属离子的释放造成局部PH值变化从而造成居中感染或炎性反应。因而生物相容性差，很难适应骨愈合过程。而高分子材料由于力学性能查尤其是塑性、韧性及径向力学性能很差，所以很难作为骨替代材料而广泛应用。

作为一种典型的轻合金，镁合金与人骨就有几乎相同的弹性模量，所以与人骨力学性能很接近，是个理想的人骨替代材料。另外镁是人体新陈代谢和生物反应所必须的成分，镁通过与称骨细胞的结合，对于骨的生长及强化均有很好的促进作用。镁作为骨替代材料具有很好的生物兼容性。

然而由于镁化学性质很活泼，在人体内环境内由于多种离子的存在，使得镁和镁合金移植材料降解速率很快，进而使得局部体液环境PH值明显增高，从而可能引发碱中毒，从而造成局部炎性反应，使得细胞死亡。因而控制镁及其合金在体内的降解速率成为镁合金作为骨移植材料应用的关键问题。

另外镁合金作为体内和体外的替代材料时，由于不具备明显的抑菌、消炎作用，容易在体内、体外引起细菌增生，并会造成额外的炎症反应。这进一步限制了镁合金的广泛应用。

为了解决镁合金在体内降解过快的问题，许多方法被用来改善镁的耐腐蚀性能，常见的方法有对表面利用各种物理和化学方法进行强化。目前为了使材料更具有生物活性、生物兼容性，生成各种具有生物功能性涂层；然而由于镁合金自身材料的缺陷使得材料表面涂层的功能性下降，所具有的活性下降，影响材料的使用。而且现有的生物功能性涂层在提高材料耐腐蚀性能的同时很难兼顾抑菌和抗炎作用。因此目前急需制备一种既能提高镁合金耐腐蚀性能，同时具有抗炎抑菌做的生物功能涂层。

CN 111494704 A公开了一种制备小肽涂层的镁基合金生物材料的方法及其应用，将镁基合金分别经过超声波清洗去除镁基合金AZ31表面的杂质，利用氯仿将聚氨酯进行溶解，然后将处理过的镁基合金AZ31放入溶解有聚氨酯的氯仿液，使镁基合金AZ31完全包覆在溶液内，取出镁基合金AZ31，静置直至其表面的溶液固化，然后在等离子反应器里利用点击反应使镁基合金AZ31表面包覆的聚氨酯活化，最后将表面活化的聚氨酯包覆镁基合金AZ31 放入溶解有多肽的磷酸钠溶液进行震荡，使二者充分反应，以形成相应的多肽涂层。本发明形成稳定的生物包覆涂层，改善了镁合金的抑菌性能及耐腐蚀性能，小肽涂层的镁基合金生物材料具有良好的生物活性和人体兼容性，应用于制备硬组织缺损修复材料。

上述方法的存在的问题或缺点是：

(1)其所选的高分子生物材料为聚氨酯；

(2)其是利用化学点击方应的方法生成涂层的，即在金属表面利用等离子点击反应生使得包覆金属表面的聚氨酯层获得功能团(如过氧基团和羟基等)，从而活化，能够跟多肽结合，从而在聚氨酯表面生成一层多肽涂层。该涂层里的多肽仅存在于聚氨酯的表面。