【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物医用材料，具体是一种涂覆聚多巴胺-钙锶离子络合丝素蛋白复合涂层的镁合金骨钉及方法。
技术介绍
1、镁合金骨钉作为一种常见的植入器械，用于骨科手术中固定骨折或填补骨缺损，来促进骨愈合。镁合金骨钉由于其良好的生物相容性，并且在体内可被逐渐降解吸收，可以有效防止骨钉在人体内引发不良反应；同时镁合金骨钉的密度、杨氏模量、屈服强度等与皮质骨更为接近，可以有效促进患处骨组织功能的重建。但是镁合金涂层也存在耐腐蚀性不足的问题，这容易引起局部组织的炎症反应，并且过快的腐蚀会导致骨钉机械强度的下降，容易导致骨折复位的失败。
2、涂层在提高镁合金骨钉性能方面发挥着重要作用。涂覆丝素蛋白涂层的生物镁合金骨钉具有良好的生物相容性和力学性能，然而，丝素蛋白涂层的实际应用面临着以下三点问题：涂层与镁合金基体的结合力不足、耐腐蚀性提升有限、成骨活性不足。如何有效设计丝素蛋白涂层以同时克服以上问题，仍存在重大挑战。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种涂覆聚多巴胺-钙锶离子络合丝素蛋白复合涂层的镁合金骨钉及方法，以解决
技术介绍
中的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种涂覆聚多巴胺-钙锶离子络合丝素蛋白复合涂层的镁合金骨钉，包括镁合金骨钉本体，所述镁合金骨钉本体外侧包裹有聚多巴胺涂层，聚多巴胺涂层外侧包裹有丝素蛋白涂层。
4、在上述技术方案的基础上，本专利技术还提供以下可选技术方案：
5、一种涂覆聚多
6、步骤一：将镁合金骨钉用1mol l-1的naoh溶液在80℃下处理16小时，使其表面形成mg(oh)2层；
7、步骤二：将步骤一处理后的镁合金骨钉用去离子水冲洗，并在80℃下干燥1小时；
8、步骤三：将步骤二处理好的骨钉浸泡在2mg ml-1盐酸多巴胺溶于tris-hcl(25mmoll-1,ph 8.5)缓冲液的溶液中，控制温度在37℃，在黑暗环境下以100rpm连续搅拌3小时，之后清洗1分钟，在骨钉的表面就制成了聚多巴胺涂层；
9、步骤四：制备金属离子掺杂的丝素蛋白溶液备用；
10、步骤五：将制备好的附有聚多巴胺涂层的骨钉浸泡在金属离子掺杂的丝素蛋白溶液中，将其放入通风橱内，室温下静置72小时取出，在骨钉的表面就形成了聚多巴胺-离子络合丝素蛋白复合涂层。
11、在一种可选方案中：步骤四中金属离子掺杂的丝素蛋白溶液的制备包括以下步骤：
12、步骤a：将家蚕蚕茧在0.02mol l-1的nahco3溶液煮沸60分钟，之后将茧溶解在9.3mol l-1的libr溶液中3小时，随后透析72小时。将透析后的样品冷冻干燥72小时，之后再将其溶解在0.06mol l-1的六氟异丙醇中；
13、步骤b：在一种可选方案中，配制金属离子盐溶液，将0.1mol l-1的k2hpo4溶液、0.1mol l-1的ca(no3)2溶液和0.1mol l-1的sr(no3)2溶液三种溶液混合，其中，ca(no3)2溶液与sr(no3)2溶液的体积比为9：1至11：1，ca(no3)2溶液与k2hpo4溶液的体积比为7：5至17：10；随后，将步骤a中溶解有丝素蛋白的六氟异丙醇溶液与上述的金属离子盐溶液按体积比8：1至9：1的比例混合，形成金属离子掺杂的丝素蛋白溶液。
14、在一种可选方案中：将步骤a中溶解有丝素蛋白的六氟异丙醇溶液与上述的金属离子盐溶液按体积比445:55的比例混合，形成金属离子掺杂的丝素蛋白溶液。
15、在一种可选方案中：ca(no3)2溶液与sr(no3)2溶液的体积比为31：3，ca(no3)2溶液与k2hpo4溶液的体积比为31：21。
16、在一种可选方案中：步骤三中清洗为超声清洗。
17、相较于现有技术，本专利技术的有益效果如下：
18、1、本专利技术在聚多巴胺涂层上再制备一层钙锶离子络合丝素蛋白涂层。这一策略有效地防止了镁合金骨钉在涂层制备过程中的表面腐蚀，同时增强涂层的耐腐蚀性；将样品在hank’s溶液(kcl 0.4g l-1,nacl 8.0g l-1,cacl20.14g l-1,kh2po4 0.06g l-1,na2hpo4·12h2o 0.12g l-1,mgso4·7h2o 0.2g l-1,nahco3 0.35g l-1,ph＝7.4)中浸泡4000s，之后通过电化学工作站测量样品的动电位极化曲线；与没有涂层的镁合金相比，经过这一策略处理的镁合金骨钉展现出卓越的耐腐蚀特性，自腐蚀电流密度下降了三个数量级。
19、2、本专利技术在镁合金骨钉表面引入了聚多巴胺涂层。得益于聚多巴胺涂层卓越的粘附性，该涂层显著增强了丝素蛋白涂层与底物之间的结合力，通过粘附力分析仪进行涂层与基体之间的结合强度测试，离心力作为拉伸载荷，以10n s-1的速率从0.1n线性增加到7500n，在超过样品组件的抗拉强度后，涂层就从基体上分离出来；本专利技术的涂层镁合金骨钉展现出超过9mpa的粘附强度。
20、3、本专利技术中ca2+和sr2+是骨组织的重要组成部分，ca2+和sr2+掺杂有助于提高生物材料的生物相容性，并且，ca2+和sr2+能通过影响特定信号通路来调节细胞行为。例如对于骨形成和重塑至关重要的wnt通路，可以通过ca2+和sr2+的释放激活，这一过程调节了与成骨相关基因的表达，如碱性磷酸酶(alp)和骨钙素(ocn)，促进成骨细胞的增殖、分化和矿化，从而增强了生物材料的成骨活性。把小鼠骨髓间充质干细胞在本专利技术样品表面进行成骨诱导培养一段时间后，分别使用5-溴-4-氯-3-吲哚基磷酸盐(bcip)和硝基蓝四氮唑(nbt)显色试剂盒、茜素红显色试剂盒对细胞进行染色，评估其成骨活性；细胞的染色强度较高，显示出细胞具有很好的alp活性以及成骨分化能力。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种涂覆聚多巴胺-钙锶离子络合丝素蛋白复合涂层的镁合金骨钉，其特征在于，包括镁合金骨钉本体，所述镁合金骨钉本体外侧包裹有聚多巴胺涂层，聚多巴胺涂层外侧包裹有丝素蛋白涂层。
2.一种权利要求1所述的涂覆聚多巴胺-钙锶离子络合丝素蛋白复合涂层的镁合金骨钉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的涂覆聚多巴胺-钙锶离子络合丝素蛋白复合涂层的镁合金骨钉的制备方法，其特征在于，步骤四中金属离子掺杂的丝素蛋白溶液的制备包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的涂覆聚多巴胺-钙锶离子络合丝素蛋白复合涂层的镁合金骨钉的制备方法，其特征在于，金属离子盐溶液为0.1mol L-1的K2HPO4溶液、0.1mol L-1的Ca(NO3)2溶液和0.1mol L-1的Sr(NO3)2溶液三种溶液混合形成的，其中，Ca(NO3)2溶液与Sr(NO3)2溶液的体积比为9：1至11：1，Ca(NO3)2溶液与K2HPO4溶液的体积比为7：5至17：10。
5.根据权利要求3所述的涂覆聚多巴胺-钙锶离子络合丝素蛋白复合涂层的镁合金骨钉的制备
6.根据权利要求4所述的涂覆聚多巴胺-钙锶离子络合丝素蛋白复合涂层的镁合金骨钉的制备方法，其特征在于，Ca(NO3)2溶液与Sr(NO3)2溶液的体积比为31：3，Ca(NO3)2溶液与K2HPO4溶液的体积比为31：21。
7.根据权利要求2所述的涂覆聚多巴胺-钙锶离子络合丝素蛋白复合涂层的镁合金骨钉的制备方法，其特征在于，步骤三中清洗为超声清洗。
...【技术特征摘要】
1.一种涂覆聚多巴胺-钙锶离子络合丝素蛋白复合涂层的镁合金骨钉，其特征在于，包括镁合金骨钉本体，所述镁合金骨钉本体外侧包裹有聚多巴胺涂层，聚多巴胺涂层外侧包裹有丝素蛋白涂层。
2.一种权利要求1所述的涂覆聚多巴胺-钙锶离子络合丝素蛋白复合涂层的镁合金骨钉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的涂覆聚多巴胺-钙锶离子络合丝素蛋白复合涂层的镁合金骨钉的制备方法，其特征在于，步骤四中金属离子掺杂的丝素蛋白溶液的制备包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的涂覆聚多巴胺-钙锶离子络合丝素蛋白复合涂层的镁合金骨钉的制备方法，其特征在于，金属离子盐溶液为0.1mol l-1的k2hpo4溶液、0.1mol l-1的ca(no3)2溶液和0.1mol l-1的sr(no3)2溶液三种溶液混合形成的，其中，...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨康，马廷纪，李皓曈，张靖武，潘超，余浩天，赵文静，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。