【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物医用材料领域，具体涉及一种具有抗菌和载药功能的钛表面垂直石墨烯涂层及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着口腔种植技术的不断发展，种植修复已渐渐成为缺牙患者的首选治疗方案，缺牙修复中种植修复能最大限度的恢复患者的咀嚼功能并且几乎没有异物感，已经越来越多的被人们所接受和认可。其中，钛植入物因其较好的生物相容性和耐腐蚀性应用较多。钛植入物的优异性能得益于钛和氧化钛的化学稳定性，当植入物暴露在空气中时，植入物表面会形成氧化钛层。然而，材料的生物惰性也阻碍了种植体与机体组织的结合进程。
2、种植体无法获得足够的初期稳定性是导致种植治疗早期失败的原因之一。种植体与组织结合强度不足将影响其植入的稳定性，并可能导致植入物周围感染的发生和炎症过程的建立，并诱发种植体周炎。此外，种植体失败的发生也与患者的自身疾病相关，如骨质疏松患者骨结合速度缓慢，稳定性低，进行种植体治疗时面临的风险更大。
3、石墨烯纳米片垂直于基体表面沉积生长形成垂直石墨烯薄膜，相较于水平石墨烯涂层，垂直石墨烯涂层具有丰富的边缘结构和更大的比表面积，在光热响应、药物负载等方面具有明显优势。在钛表面制备垂直石墨烯涂层有助于实现光热杀菌效果，促进组织细胞铺展、粘附和软组织封闭，并通过负载药物提升种植体在特定条件下的植入效果。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于减少种植体失败率，提升种植体软组织封闭效果，解决骨质疏松等特殊条件下种植体骨结合的实际需求，提供一种具有抗菌和载药功能的钛表面垂直石
2、一种具有抗菌和载药功能的钛表面垂直石墨烯涂层，为表面负载特立帕肽药物的垂直石墨烯涂层。
3、所述具有抗菌和载药功能的钛表面垂直石墨烯涂层的制备方法，包括以下步骤：
4、(1)打磨抛光后去除钛金属表面油污和微纳结构；
5、(2)采用等离子体化学气相沉积设备在钛表面生长垂直石墨烯涂层；
6、(3)在垂直石墨烯涂层表面负载特立帕肽药物。
7、所述步骤(1)是依次使用400目、600目、800目和1000目碳化硅砂纸将10mm×10mm×1mm规格的纯钛片打磨并抛光，随后依次采用酒精、超纯水超声清洗两遍，每遍5min，室温晾干。
8、所述步骤(2)是将经步骤(1)处理的钛片置于等离子体化学气相沉积设备中，以加热速率1～20℃/min升温至600～900℃，随后维持目标温度1～60min进行退火，随后开启等1～500w的离子体增强设备使钛片表面生长石墨烯涂层1～120min，随后在真空状态冷却至室温，期间通入ch4、ar和h2的混合气。
9、步骤(3)是在垂直石墨烯表面滴加铺展浓度为0.1mg/ml～10mg/ml的特立帕肽溶液，置于摇床上，设置温度25～60℃处理24h，成膜后得到垂直石墨烯载药涂层。
10、优选地，所述步骤(2)中加热阶段从室温以10℃/min的加热速率升温到750℃，退火阶段时间维持10min，石墨烯生长阶段时间维持60min。
11、优选地，所述步骤(2)中加热阶段和退火阶段通入ar和h2的混合气，ar和h2的流量比设置为16：1；在石墨烯生长阶段通入ar、h2和ch4的混合气，ar、h2和ch4的流量比设置为80：5：2。
12、优选地，所述等离子体增强设备功率设置为100w。
13、优选地，所述特立帕肽溶液浓度为1mg/ml，温度设置为37℃。
14、所述具有抗菌和载药功能的钛表面垂直石墨烯涂层在制备具有抗菌和促软组织封闭功能的口腔种植体基台中的应用。
15、所述具有抗菌和载药功能的钛表面垂直石墨烯涂层在制备具有促进骨质疏松骨结合功能的种植体中的应用。
16、与现有技术比较，本专利技术有益效果在于：
17、(1)本专利技术所述的垂直石墨烯涂层可促进人牙龈成纤维细胞软组织封闭相关基因的表达，具有较强的促软组织封闭能力。
18、(2)本专利技术所述的垂直石墨烯涂层对近红外光具有较强的光热转化能力和热稳定性，在近红外光处理后，对金黄色葡萄球菌有优良的光热抗菌性能。
19、(3)本专利技术所述的垂直石墨烯涂层具有优异的亲水性能，且能够促进骨质疏松大鼠来源的骨髓间充质干细胞成骨相关基因的表达，具有较强的促骨整合能力。
20、(4)本专利技术所述的垂直石墨烯涂层可在感染治疗期通过响应近红外光产生杀菌效果，应用于种植体基台时，可促进软组织封闭预防种植体周炎。
21、(5)本专利技术所述的垂直石墨烯涂层载药后，可用于种植体表面改性以改善骨质疏松患者的种植体骨结合情况。
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1.一种具有抗菌和载药功能的钛表面垂直石墨烯涂层，其特征在于，为表面负载特立帕肽药物的垂直石墨烯涂层。
2.一种如权利要求1所述的具有抗菌和载药功能的钛表面垂直石墨烯涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的具有抗菌和载药功能的钛表面垂直石墨烯涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)是依次使用400目、600目、800目和1000目碳化硅砂纸将10mm×10mm×1mm规格的纯钛片打磨并抛光，随后依次采用酒精、超纯水超声清洗两遍，每遍5min，室温晾干。
4.根据权利要求2所述的具有抗菌和载药功能的钛表面垂直石墨烯涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)是将经步骤(1)处理的钛片置于等离子体化学气相沉积设备中，以加热速率1～20℃/min升温至600～900℃，随后维持目标温度1～60min进行退火，随后开启等1～500W的离子体增强设备使钛片表面生长石墨烯涂层1～120min，随后在真空状态冷却至室温，期间通入CH4、Ar和H2的混合气。
5.根据权利要求2所述的具有抗菌和载药功能的钛表面垂直石墨烯涂
6.根据权利要求4所述的具有抗菌和载药功能的钛表面垂直石墨烯涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中加热阶段从室温以10℃/min的加热速率升温到750℃，退火阶段时间维持10min，石墨烯生长阶段时间维持60min。
7.根据权利要求4所述的具有抗菌和载药功能的钛表面垂直石墨烯涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中加热阶段和退火阶段通入Ar和H2的混合气，Ar和H2的流量比设置为16：1；在石墨烯生长阶段通入Ar、H2和CH4的混合气，Ar、H2和CH4的流量比设置为80：5：2。
8.根据权利要求4所述的具有抗菌和载药功能的钛表面垂直石墨烯涂层的制备方法，其特征在于，所述等离子体增强设备功率设置为100W。
9.根据权利要求5所述的具有抗菌和载药功能的钛表面垂直石墨烯涂层的制备方法，其特征在于，所述特立帕肽溶液浓度为1mg/mL，温度设置为37℃。
10.一种如权利要求1所述的具有抗菌和载药功能的钛表面垂直石墨烯涂层，其特征在于，在制备具有抗菌和促软组织封闭功能的口腔种植体基台中的应用，以及在制备具有促进骨质疏松骨结合功能的种植体中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种具有抗菌和载药功能的钛表面垂直石墨烯涂层，其特征在于，为表面负载特立帕肽药物的垂直石墨烯涂层。
2.一种如权利要求1所述的具有抗菌和载药功能的钛表面垂直石墨烯涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的具有抗菌和载药功能的钛表面垂直石墨烯涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)是依次使用400目、600目、800目和1000目碳化硅砂纸将10mm×10mm×1mm规格的纯钛片打磨并抛光，随后依次采用酒精、超纯水超声清洗两遍，每遍5min，室温晾干。
4.根据权利要求2所述的具有抗菌和载药功能的钛表面垂直石墨烯涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)是将经步骤(1)处理的钛片置于等离子体化学气相沉积设备中，以加热速率1～20℃/min升温至600～900℃，随后维持目标温度1～60min进行退火，随后开启等1～500w的离子体增强设备使钛片表面生长石墨烯涂层1～120min，随后在真空状态冷却至室温，期间通入ch4、ar和h2的混合气。
5.根据权利要求2所述的具有抗菌和载药功能的钛表面垂直石墨烯涂层的制备方法，其特征在于，步骤(3)是在垂直石墨烯表面滴加铺展浓度为0.1mg/ml～10mg/ml的特立帕肽溶液...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢敏，钱文昊，邱家军，刘宣勇，叶奎材，陈天天，李璇，
申请(专利权)人：上海市徐汇区牙病防治所，
类型：发明
国别省市：
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