[发明专利]一种双膦酸基功能化骨科植入材料的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种双膦酸基功能化骨科植入材料的制备方法及应用，双膦酸基功能化骨科植入材料包括基体材料，所述基体材料的表面形成双膦酸基功能层；所述双膦酸基功能化骨科植入材料的制备方法包括以下步骤：将基体材料浸入酚胺类化合物的碱性溶液中，反应一段时间后获得聚酚胺类化合物功能化的基体材料；将所述聚酚胺类化合物功能化的基体材料浸入双膦酸盐碱性溶液中，反应一段时间后获得双膦酸基功能化的基体材料。本发明通过对基体材料表面进行化学修饰，将其应用到骨科移植中，实现对骨科植入材料植入体内后早期炎症免疫反应及随后骨再生的正向调控，提高骨科植入材料的骨整合性能。

技术领域

本发明属于生物材料领域，具体是一种双膦酸基功能化骨科植入材料的制备方法及应用。

背景技术

随着人口老龄化加速、交通事故及骨肿瘤等疾病增多，导致骨缺损的发生率逐年攀升，致使临床上对骨科植入材料的需求越来越大。目前临床上广泛使用的骨科植入材料主要有钛及钛合金等金属类骨科植入材料和聚醚醚酮等高分子类骨科植入材料两大类。然而，这两类材料均为生物惰性材料，植入体内后，一方面其早期引起严重的炎症免疫反应，促使纤维结缔组织包裹骨科植入材料；另一方面其表面不利于骨形成细胞粘附、增殖与分化，不能刺激骨生成，最终使骨科植入材料不能与周围骨组织直接形成牢固的骨整合，进而不能长期发挥作用。骨科植入材料是通过其表面与周围骨组织发生相互作用的，因此，骨科植入材料的表面物理化学性质是调控植入早期的炎症免疫反应及随后的骨再生的关键因素，并最终决定着骨整合。

目前主要通过各种方法对骨科植入材料的表面形貌及化学状态进行改性，以改善骨形成细胞在其表面的粘附、生长与分化，并促进骨整合。骨整合是一个复杂的生理过程，需要对炎症免疫反应及骨生成进行时空调控。然而，目前现有的技术往往仅仅对骨生成进行调控，而忽略了早期的炎症免疫反应，致使出现体外成骨活性较好，而体内骨整合效果不佳的情况。早期的炎症免疫反应主要由巨噬细胞调控。如果巨噬细胞及时有效的由促炎的M1表型转变为抗炎的M2表型，则能及时清退炎症，并营造出有利于成骨的免疫微环境，否则将导致骨科植入材料被纤维结缔组织包裹。因此，早期的炎症能否及时消退，免疫细胞能否及时由促炎的M1表型转变为抗炎的M2表型是决定骨科植入材料能否形成牢固的骨整合的关键因素。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种双膦酸基功能化骨科植入材料的制备方法及应用，通过对基体材料表面进行化学修饰，实现对骨科植入材料植入体内后早期炎症免疫反应及随后骨再生的正向调控，提高骨科植入材料的骨整合性能。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种双膦酸基功能化骨科植入材料的制备方法，双膦酸基功能化骨科植入材料包括基体材料，所述基体材料的表面形成双膦酸基功能层；

所述双膦酸基功能化骨科植入材料的制备方法包括以下步骤：

S1、将基体材料浸入酚胺类化合物的碱性溶液中，反应一段时间后获得聚酚胺类化合物功能化的基体材料；

S2、将聚酚胺类化合物功能化的基体材料浸入双膦酸盐碱性溶液中，反应一段时间后获得双膦酸基功能化的基体材料。

本发明预先利用酚胺类化合物自聚合在基体材料表面，制备具备聚酚胺类化合物功能化的基体材料，通过酚胺类化合物与所述双膦酸盐中的氨基进行化学反应，化学键合接枝双膦酸基，进而暴露双膦酸基，获得双膦酸基功能化的骨植入体；使得骨植入体植入体内后对早期炎症免疫反应及随后骨再生的正向调控，提高骨科植入材料的骨整合性能。

进一步的，所述双膦酸盐为阿仑膦酸钠、帕米膦酸钠、奈立膦酸钠、奥帕膦酸钠、利塞膦酸钠、伊本膦酸钠、唑来膦酸、替鲁膦酸钠或它们带氨基或巯基的衍生物中的任意一种或多种。

进一步的，酚胺类化合物为多巴胺、盐酸多巴胺、去甲基肾上腺素、左旋多巴、6-硝基多巴胺的任意一种或多种。

进一步的，所述基体材料为金属类、高分子类、无机非金属类骨科植入材料中任意一种或多种的组合材料。