具有選擇性抑癌作用的表面改性鎳鈦合金材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及具有選擇性抑癌作用的表面改性鎳鈦合金材料及其制備方法和應(yīng)用，在所述鎳鈦合金材料的表面具有鎳鈦層狀雙氫氧化物和氫氧化鎳。本發(fā)明的表面改性鎳鈦合金材料，在表面具有包括鎳鈦層狀雙氫氧化物和氫氧化鎳的改性層，該改性層為堿性物質(zhì)，對(duì)酸性環(huán)境極為敏感。在有癌細(xì)胞存在的條件下，改性層穩(wěn)定性變差，大量鎳溶出，從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)癌細(xì)胞的殺傷；而在正常條件下，環(huán)境pH呈現(xiàn)為弱堿性，改性層較為穩(wěn)定，鎳釋放量較少，從而最大程度上降低了改性層對(duì)正常細(xì)胞的傷害。
【專利說(shuō)明】具有選擇性抑癌作用的表面改性鎳鈦合金材料及其制備方 法和應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種表面改性醫(yī)用鎳鈦合金材料及其表面改性方法，具體說(shuō)，是涉及 一種采用堿熱處理并后續(xù)酸處理和沸水浴對(duì)鎳鈦合金進(jìn)行表面改性的方法，屬于金屬材料 表面改性【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 鎳鈦合金具有良好的生物相容性及獨(dú)特的形狀記憶效應(yīng)，是制備醫(yī)用支架的重要 材料，被廣泛的應(yīng)用在由于惡性腫瘤造成的膽管、食道、氣管、支氣管阻塞的姑息性治療中 (Radiology 1993,187:661-665.)。但鎳鈦本身并不具備抗癌的特性，在支架植入人體之 后，由于惡性腫瘤的侵襲，極易造成支架的再阻塞。頻繁的對(duì)支架進(jìn)行更換極大的增加了病 患的痛苦，降低了其生命質(zhì)量。因此，如何實(shí)現(xiàn)材料對(duì)癌細(xì)胞的選擇性殺傷，極具研宄價(jià)值。
[0003] 鎳鈦合金中含有大量的鎳元素，研宄表明鎳作為一種毒性元素，在細(xì)胞內(nèi)可通 過(guò)多種方式誘導(dǎo)細(xì)胞的凋亡與壞死，材料適量的鎳釋放可對(duì)癌細(xì)胞產(chǎn)生明顯的抑制作 用。但過(guò)量的鎳不僅會(huì)殺傷癌細(xì)胞，也會(huì)對(duì)正常細(xì)胞產(chǎn)生毒副作用甚至具有一定的致敏性 (Critical Reviews in Oncology Hematology 2002, 42:35-56·)。如何在保證癌細(xì)胞被殺 傷的同時(shí)，不會(huì)對(duì)正常細(xì)胞造成影響目前還沒(méi)有報(bào)道。
[0004] 腫瘤細(xì)胞與正常細(xì)胞有著相反的胞內(nèi)外PH環(huán)境。由于代謝過(guò)程中大量酸性物質(zhì) 的排出，癌細(xì)胞的胞外環(huán)境為酸性，而胞內(nèi)為堿性。癌細(xì)胞這種反轉(zhuǎn)的PH環(huán)境為實(shí)現(xiàn)對(duì)腫 瘤細(xì)胞的特異性殺傷提供了靶標(biāo)（Biomaterials 2014,35:278-286)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明為了解決現(xiàn)有醫(yī)用鎳鈦合金存在的不能選擇性的抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng)，易造成 其所制備的醫(yī)療器件發(fā)生梗阻的問(wèn)題，提供一種具有選擇性抑癌作用的表面改性鎳鈦合金 材料及其制備方法和應(yīng)用。
[0006] 在此，一方面，本發(fā)明提供一種具有選擇性抑癌作用的表面改性鎳鈦合金材料，在 所述鎳鈦合金材料的表面具有鎳鈦層狀雙氫氧化物（Ni-Ti LDH)和氫氧化鎳。
[0007] 本發(fā)明的表面改性鎳鈦合金材料，在表面具有包括鎳鈦層狀雙氫氧化物和氫氧化 鎳的改性層，該改性層為堿性物質(zhì)，對(duì)酸性環(huán)境極為敏感。在有癌細(xì)胞存在的條件下，改性 層穩(wěn)定性變差，大量鎳溶出，從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)癌細(xì)胞的殺傷；而在正常條件下，環(huán)境PH呈現(xiàn) 為弱堿性，改性層較為穩(wěn)定，鎳釋放量較少，從而最大程度上降低了改性層對(duì)正常細(xì)胞的傷 害。即，本發(fā)明的表面改性鎳鈦合金材料的鎳釋放量可隨環(huán)境PH的改變發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)了 毒性離子鎳的選擇性釋放，從而對(duì)腫瘤細(xì)胞有抑制作用，而對(duì)正常細(xì)胞則無(wú)抑制作用，實(shí)現(xiàn) 了對(duì)腫瘤細(xì)胞的選擇性殺傷。
[0008] 較佳地，所述鎳鈦層狀雙氫氧化物和氫氧化鎳是在所述鎳鈦合金材料的表面原位 生成的。
[0009] 較佳地，所述鎳鈦合金材料中的鎳鈦原子數(shù)比為1 :1，表面的鎳鈦原子數(shù)比為 (1. 5?10) :1，優(yōu)選為（3. 5?10) :1。通過(guò)調(diào)控鎳鈦比例，其對(duì)酸的敏感程度也可被調(diào)節(jié)。 [0010] 較佳地，所述鎳鈦合金材料的表面為片狀的納米結(jié)構(gòu)或毛線球狀的納米結(jié)構(gòu)。
[0011] 較佳地，所述片狀的納米結(jié)構(gòu)中納米片的厚度為30?50nm ;所述毛線球狀的納米 結(jié)構(gòu)中納米球的直徑為450?550nm，纏成線團(tuán)的納米柱寬度為80?120nm。
[0012] 另一方面，本發(fā)明還提供上述具有選擇性抑癌作用的表面改性鎳鈦合金材料的制 備方法，包括：以強(qiáng)堿水溶液為水熱介質(zhì)對(duì)鎳鈦合金材料進(jìn)行水熱處理、將經(jīng)所述水熱處理 的鎳鈦合金材料于酸中浸泡進(jìn)行酸處理、和將經(jīng)所述酸處理的鎳鈦合金材料進(jìn)行沸水浴處 理。
[0013] 本發(fā)明通過(guò)堿熱處理直接在鎳鈦合金材料表面原位生長(zhǎng)對(duì)pH敏感的Ni-Ti LDH 及Ni (OH)2，之后通過(guò)酸處理除去水熱過(guò)程中生成的對(duì)pH不敏感的鈉鹽，最后進(jìn)行沸水浴， 以提高材料的穩(wěn)定性降低材料對(duì)正常細(xì)胞的傷害。本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單易行，成本低廉， 且制得的材料穩(wěn)定性好、安全性高。
[0014] 較佳地，所述強(qiáng)堿水溶液為濃度為5?15M的氫氧化鈉或強(qiáng)氧化鉀水溶液，所述水 熱處理的溫度為80?160°C，時(shí)間為5?12小時(shí)，反應(yīng)釜填充度為40?80%。
[0015] 較佳地，所述酸處理中，所述酸為濃度為0. 05?0. 2M的鹽酸、硝酸或硫酸，浸泡時(shí) 間為0. 5?4小時(shí)，浸泡消耗的酸量為3?10ml/cm2。
[0016] 較佳地，所述沸水浴處理的處理時(shí)間為0. 5?2小時(shí)。
[0017] 再一方面，本發(fā)明還提供上述具有選擇性抑癌作用的表面改性鎳鈦合金材料在制 造與腫瘤組織接觸的醫(yī)用鎳鈦合金器件中的應(yīng)用。
[0018] 本發(fā)明的表面改性鎳鈦合金材料對(duì)正常細(xì)胞和癌細(xì)胞產(chǎn)生了明顯的差異性調(diào) 控。細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)證實(shí)，經(jīng)改性的鎳鈦合金對(duì)多種癌細(xì)胞如人膽管癌細(xì)胞RBE、肝癌細(xì)胞 SMMC-7721、!fepG2等均有明顯的抑制作用。而對(duì)于正常的膽管細(xì)胞HIBEpic，改性后的樣品 并沒(méi)有體現(xiàn)出抑制作用，甚至在培育早期還有一定的促進(jìn)作用。鎳釋放及電化學(xué)測(cè)試結(jié)果 表明，經(jīng)過(guò)高濃度堿熱處理后，材料在中性或弱堿性環(huán)境下較為穩(wěn)定，鎳釋放量較少，但在 酸性條件下，材料穩(wěn)定性降低，鎳釋放量急劇增大。細(xì)胞內(nèi)的鎳含量結(jié)果測(cè)試表明，在經(jīng)本 發(fā)明改性處理后的樣品表面培養(yǎng)一段時(shí)間后，腫瘤細(xì)胞內(nèi)的鎳含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常細(xì)胞內(nèi)的 鎳含量。以上數(shù)據(jù)表明，改性后的鎳鈦合金可通過(guò)調(diào)控不同條件下的鎳釋放實(shí)現(xiàn)對(duì)癌細(xì)胞 的選擇性殺傷。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1是經(jīng)本發(fā)明改性處理后的鎳鈦表面的掃描電鏡低倍（a、c、e)和高倍（b、d、f) 形貌圖。圖中HT1#表示經(jīng)2. 5M氫氧化鈉堿熱處理的鎳鈦合金，HT2#表示經(jīng)5M氫氧化鈉 堿熱處理的鎳鈦合金，HT3#表示經(jīng)IOM氫氧化鈉堿熱處理的鎳鈦合金； 圖2是經(jīng)本發(fā)明改性處理前后的鎳鈦表面的XRD譜圖。圖中NiTi表示未處理的鎳鈦 合金，HT1#表示經(jīng)2. 5M氫氧化鈉堿熱處理的鎳鈦合金，HT2#表示經(jīng)5M氫氧化鈉堿熱處理 的鎳鈦合金，HT3#表示經(jīng)IOM氫氧化鈉堿熱處理的鎳鈦合金； 圖3是經(jīng)本發(fā)明改性處理后的鎳鈦表面鎳（a)、鈦（b)、氧（c)的XPS高分辨譜圖。圖 中HT1#表示經(jīng)2. 5M氫氧化鈉堿熱處理的鎳鈦合金，HT2#表示經(jīng)5M氫氧化鈉堿熱處理的鎳 鈦合金，HT3#表示經(jīng)IOM氫氧化鈉堿熱處理的鎳鈦合金，"Raw intensity"表示絕對(duì)強(qiáng)度， "Peak sum"表不和峰，"Background"表不背景； 圖4是經(jīng)本發(fā)明改性處理前后的鎳鈦在pH分別為4 (a)，6. 8 (b)，7. 4 (c)的PBS中鎳釋 放情況。圖中NiTi表示未處理的鎳鈦合金，HT1#表示經(jīng)2. 5M氫氧化鈉堿熱處理的鎳鈦合 金，HT2#表示經(jīng)5M氫氧化鈉堿熱處理的鎳鈦合金，HT3#表示經(jīng)IOM氫氧化鈉堿熱處理的鎳 鈦合金； 圖5是經(jīng)本發(fā)明改性處理前后的鎳鈦腐蝕電位分析圖。圖中NiTi表示未處理的鎳鈦 合金，HT1#表示經(jīng)2. 5M氫氧化鈉堿熱處理的鎳鈦合金，HT2#表示經(jīng)5M氫氧化鈉堿熱處理 的鎳鈦合金，HT3#表示經(jīng)IOM氫氧化鈉堿熱處理的鎳鈦合金； 圖6是經(jīng)本發(fā)明改性處理前后的鎳鈦對(duì)于癌細(xì)胞RBE (a)，SMMC-7721 (b)，H印G2 (c)以 及正常細(xì)胞HIBEpic (d)細(xì)胞活性的影響測(cè)試結(jié)果。圖中NiTi表示未處理的鎳鈦合金，HT1# 表示經(jīng)2. 5M氫氧化鈉堿熱處理的鎳鈦合金，HT2#表示經(jīng)5M氫氧化鈉堿熱處理的鎳鈦合金， HT3#表示經(jīng)IOM氫氧化鈉堿熱處理的鎳鈦合金； 圖7是經(jīng)本發(fā)明改性處理前后的鎳鈦對(duì)于癌細(xì)胞RBE和正常細(xì)胞HIBEpic胞內(nèi)鎳含量 影響的測(cè)試結(jié)果。圖中NiTi表示未處理的鎳鈦合金，HT1#表示經(jīng)2. 5M氫氧化鈉堿熱處理 的鎳鈦合金，HT2#表示經(jīng)5M氫氧化鈉堿熱處理的鎳鈦合金，HT3#表示經(jīng)IOM氫氧化鈉堿熱 處理的鎳鈦合金。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 以下結(jié)合附圖和下述實(shí)施方式進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，應(yīng)理解，附圖及下述實(shí)施方式 僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。
[0021] 本發(fā)明的表面改性鎳鈦合金材料在鎳鈦表面形成一層主要由鎳鈦層狀雙氫氧化 物（Ni-Ti LDH)和氫氧化鎳構(gòu)成的改性層。該改性層可以是在鎳鈦合金材料表面原位生成 的。圖1示出本發(fā)明三個(gè)示例的表面改性鎳鈦合金材料表面改性層的形貌圖，由圖1可知， 該改性層呈片狀或毛線球狀的納米結(jié)構(gòu)。形成為片狀納米結(jié)構(gòu)時(shí)，納米片的厚度為30? 50nm，且分布均勻，納米片之間的間距為20?100nm。形成為毛線球狀納米結(jié)構(gòu)時(shí)，球的直 徑為450?550nm，纏成線團(tuán)的納米柱寬度為80?120nm。
[0022] 圖2中示出本發(fā)明三個(gè)示例的表面改性鎳鈦合金材料表面的XRD譜圖（HT1#、 HT2#、HT3#)，從圖中可以看到材料表面的主晶相成分為Ni-Ti LDH和Ni (OH)2。圖3示出本 發(fā)明三個(gè)示例的表面改性鎳鈦合金材料表面的鎳、鈦、氧的XPS高分辨譜圖，從圖中可以看 到鈦和鎳均以與氫氧根結(jié)合的方式存在。0的峰可分為兩個(gè)峰，分別對(duì)應(yīng)于氧與鎳和鈦結(jié)合 時(shí)的結(jié)合能。XPS數(shù)據(jù)進(jìn)一步確定了 Ni-Ti LDH和Ni (0!1)2的存在。
[0023] 本發(fā)明的表面改性鎳鈦合金材料中，未改性部分的鎳鈦原子數(shù)比為1 :1，改性表 面具有高鎳鈦比，鎳鈦原子數(shù)比可為（1. 5?10) :1，優(yōu)選為（3. 5?10) :1。
[0024] 本發(fā)明的表面改性鎳鈦合金材料的改性層為堿性物質(zhì)，對(duì)酸性環(huán)境極為敏感，同 時(shí)通過(guò)調(diào)控鎳鈦比例，其對(duì)酸的敏感程度也可被調(diào)節(jié)。在有癌細(xì)胞存在的條件下，改性層穩(wěn) 定性變差，大量鎳溶出，從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)癌細(xì)胞的殺傷；而在正常條件下，環(huán)境PH呈現(xiàn)為弱堿 性，改性層較為穩(wěn)定，鎳釋放量較少，從而最大程度上降低了改性層對(duì)正常細(xì)胞的傷害。圖 4示出本發(fā)明三個(gè)示例的表面改性鎳鈦合金材料與未表面改性鎳鈦合金材料在pH分別為 4(a)，6. 8(b)，7. 4(c)的PBS中鎳釋放情況。從圖中可以看出，本發(fā)明的表面改性鎳鈦合金 材料的鎳釋放量在偏堿性的環(huán)境下與未表面改性鎳鈦合金材料的相當(dāng)，但當(dāng)PH降低時(shí)，其 鎳的釋放量急劇增加。pH越低，鎳釋放量越大。此外，圖3中的HT1#、HT2#、HT3#的表面鎳 鈦比依次增大，從圖3還可以看出，表面改性鎳鈦合金材料表面鎳鈦比越大，則對(duì)酸的敏感 程度越高，在同樣的酸性條件下鎳釋放量越大。
[0025] 本發(fā)明的表面改性鎳鈦合金材料通過(guò)實(shí)現(xiàn)毒性離子鎳的選擇性釋放，從而實(shí)現(xiàn)對(duì) 腫瘤細(xì)胞的選擇性抑制。圖6示出本發(fā)明三個(gè)示例的表面改性鎳鈦合金材料與未表面改性 鎳鈦合金材料對(duì)于癌細(xì)胞RBE(a)，SMMC-7721 (b)，！fepG2(c)以及正常細(xì)胞HIBEpic(d)細(xì) 胞活性的影響測(cè)試結(jié)果。從圖中可以看到，本發(fā)明的表面改性鎳鈦合金材料可有效抑制癌 細(xì)胞的增殖，而對(duì)于正常細(xì)胞并無(wú)明顯抑制作用，即對(duì)癌細(xì)胞具有選擇性殺傷的作用。圖7 示出本發(fā)明三個(gè)示例的表面改性鎳鈦合金材料與未表面改性鎳鈦合金材料對(duì)于癌細(xì)胞RBE 和正常細(xì)胞HIBEpic胞內(nèi)鎳含量影響的測(cè)試結(jié)果。從圖中可以看到，本發(fā)明的表面改性鎳 鈦合金材料在癌細(xì)胞內(nèi)鎳含量有了極大的提高，而在正常細(xì)胞內(nèi)鎳含量與未表面改性鎳鈦 合金材料相當(dāng)，且均處于相對(duì)較低的水平。由此表明本發(fā)明的表面改性鎳鈦合金材料表面 上的鎳可選擇性的進(jìn)入癌細(xì)胞當(dāng)中，從而誘發(fā)其對(duì)癌細(xì)胞的選擇性殺傷效應(yīng)。
[0026] 本發(fā)明中，可以采用堿熱處理并結(jié)合后續(xù)酸處理以及沸水浴在鎳鈦合金材料表面 構(gòu)造上述對(duì)pH敏感的改性層。具體而言，先對(duì)鎳鈦合金進(jìn)行堿熱處理，之后立即將經(jīng)過(guò)堿 熱處理后的鎳鈦合金進(jìn)行酸處理，從而除去水熱過(guò)程中生成的對(duì)pH不敏感的鈉鹽。最后進(jìn) 行沸水浴，以提高材料的穩(wěn)定性降低材料對(duì)正常細(xì)胞的傷害。
[0027] 所述堿熱處理的工藝參數(shù)可為：水熱介質(zhì)為濃度為5?15M的氫氧化鈉或氫氧化 鉀，溫度為80?160°C，時(shí)間為5?12h，反應(yīng)釜填充度為40?80%。在一個(gè)優(yōu)選示例中， 采用氫氧化鈉為水熱介質(zhì)，所采用堿濃度為10M，堿熱溫度為120°C，時(shí)間為8h。通過(guò)調(diào)節(jié) 堿熱處理參數(shù)，可以調(diào)節(jié)表面鎳鈦比。圖2示出經(jīng)不同濃度堿處理的鎳鈦合金表面的XRD 譜圖，圖3示出經(jīng)不同堿濃度處理的鎳鈦合金表面的鎳（a)、鈦（b)、氧（c)的XPS高分辨譜 圖，其中HT1#、HT2#、HT3#表示堿濃度分別為2. 5M、5M、10M。由圖2、3可知，堿熱處理中的 堿濃度越大，所制得的表面改性鎳鈦合金材料表面鎳鈦比越大。另外，堿濃度對(duì)表面改性鎳 鈦合金材料的穩(wěn)定性也有影響。圖5示出本發(fā)明經(jīng)不同濃度堿熱處理的鎳鈦合金與未經(jīng)表 面改性的鎳鈦合金的鎳鈦腐蝕電位分析圖。圖中NiTi表示未處理的鎳鈦合金，HT1#表示經(jīng) 2. 5M氫氧化鈉堿熱處理的鎳鈦合金，HT2#表示經(jīng)5M氫氧化鈉堿熱處理的鎳鈦合金，HT3# 表示經(jīng)IOM氫氧化鈉堿熱處理的鎳鈦合金。由圖5可知，堿濃度較低時(shí)經(jīng)堿熱處理會(huì)使材 料穩(wěn)定性下降，而高濃度堿熱處理反而可使材料的穩(wěn)定性增加。
[0028] 所述酸處理具體工藝參數(shù)可為：所采用的酸為鹽酸、硝酸或硫酸，酸濃度為 0. 05?0. 2M，浸泡時(shí)間為0. 5?4h，浸泡消耗的酸量為3-10ml/cm2 (即每cm2鎳鈦合金所 消耗的酸的體積）。在一個(gè)優(yōu)選示例中，采用鹽酸進(jìn)行酸處理，酸處理浸泡時(shí)間為2h，浸泡 消耗的鹽酸量為5ml/cm 2。
[0029] 所述沸水浴的工藝參數(shù)可為：沸水浴時(shí)間為0. 5?2h。在一個(gè)優(yōu)選的方式中，沸 水浴時(shí)間為lh，采用的水為去離子水，水浴方式為將樣品懸掛于水浴鍋中心部位進(jìn)行。
[0030] 上述進(jìn)行表面改性的鎳鈦合金材料中鎳鈦原子數(shù)比可為1:1。
[0031] 經(jīng)過(guò)本發(fā)明改性方法處理得到的鎳鈦合金對(duì)正常細(xì)胞和癌細(xì)胞產(chǎn)生了明顯的差 異性調(diào)控。細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)證實(shí)，經(jīng)改性的鎳鈦合金對(duì)多種癌細(xì)胞如人膽管癌細(xì)胞RBE，肝癌 細(xì)胞SMMC-7721，HepG2等均有明顯的抑制作用。而對(duì)于正常的膽管細(xì)胞HIBEpic，改性后的 樣品并沒(méi)有體現(xiàn)出抑制作用，甚至在培育早期還有一定的促進(jìn)作用。鎳釋放及電化學(xué)測(cè)試 結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)高濃度堿熱處理后，材料在中性或弱堿性環(huán)境下較為穩(wěn)定，鎳釋放量較少， 但在酸性條件下，材料穩(wěn)定性降低，鎳釋放量急劇增大。細(xì)胞內(nèi)的鎳含量結(jié)果測(cè)試表明，在 經(jīng)本發(fā)明改性處理后的樣品表面培養(yǎng)一段時(shí)間后，腫瘤細(xì)胞內(nèi)的鎳含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常細(xì)胞 內(nèi)的鎳含量。以上數(shù)據(jù)表明，改性后的鎳鈦合金可通過(guò)調(diào)控不同條件下的鎳釋放實(shí)現(xiàn)對(duì)癌 細(xì)胞的選擇性殺傷。
[0032] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)、完整地說(shuō)明，但并不限制本發(fā)明的內(nèi)容。 下面進(jìn)一步例舉實(shí)施例以詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。應(yīng)理解，以下實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一 步說(shuō)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi) 容作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。下述示例具體的工藝參數(shù)等 也僅是合適范圍中的一個(gè)示例，即本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過(guò)本文的說(shuō)明做合適的范圍內(nèi)選 擇，而并非要限定于下文示例的具體數(shù)值。
[0033] 實(shí)施例1 將直徑為12mm厚度為Imm的鎳鈦圓片，依次用酒精、去離子水和超聲清洗干凈，每次 15min。以2. 5M NaOH作為介質(zhì)進(jìn)行水熱處理，水熱溫度為120°C，時(shí)間為8h。水熱后用大 量去離子水涮洗，之后先后進(jìn)行酸處理和沸水浴。酸處理時(shí)，將樣品浸泡于0. IM稀鹽酸中， 稀鹽酸的用量為每片樣品對(duì)應(yīng)于5ml稀鹽酸。浸泡時(shí)間為2h。沸水浴時(shí)，需將樣品懸吊于 水浴鍋中心，使樣品完全被水浸沒(méi)。水浴鍋中所盛裝的水為去離子水，水浴時(shí)間為lh。
[0034] 圖1(HT1#)是經(jīng)本實(shí)施例改性處理得到的鎳鈦表面形貌的掃描電鏡圖片，從圖中 可以看到，處理后表面呈現(xiàn)為片狀的納米結(jié)構(gòu)，納米片的厚度在40nm左右，且分布均勻。圖 2 (NiTi)和（HT1#)分別是未經(jīng)過(guò)任何處理和經(jīng)本實(shí)施例改性處理得到的材料表面的XRD譜 圖，從圖中可以看到對(duì)于未經(jīng)處理的樣品，從其XRD圖譜中只能看到NiTi的特征峰。而經(jīng)過(guò) 本實(shí)施例改性后，材料表面的主晶相成分變?yōu)镹i-Ti LDH和Ni (OH)2。圖3(HT1#)是經(jīng)過(guò)本 實(shí)施例改性處理得到材料表面的鎳、鈦、氧的高分辨譜圖，從圖中可以看到鈦和鎳均以與氫 氧根結(jié)合的方式存在。〇的峰可分為兩個(gè)峰，分別對(duì)應(yīng)于氧與鎳和鈦結(jié)合時(shí)的結(jié)合能。XPS 數(shù)據(jù)進(jìn)一步確定了 Ni-Ti LDH和Ni (OH)2的存在。表面鎳鈦比為1.6:1。
[0035] 實(shí)施例2 將直徑為12mm厚度為Imm的鎳鈦圓片，依次用酒精、去離子水和超聲清洗干凈，每次 15min。以5M NaOH作為介質(zhì)進(jìn)行水熱處理，并先后進(jìn)行酸處理和沸水浴，其具體的工藝參 數(shù)如實(shí)施例1所述。
[0036] 圖1(HT2#)是經(jīng)本實(shí)施例改性處理得到的鎳鈦表面形貌的掃描電鏡圖片。經(jīng)本 實(shí)施例改性處理得到的表面仍呈現(xiàn)為片狀結(jié)構(gòu)，但片之間的間距變短，分布更密集。圖 2 (HT2#)是經(jīng)本實(shí)施例改性處理得到的材料表面的XRD譜圖，圖3 (HT2#)是經(jīng)過(guò)本實(shí)施例改 性處理得到材料表面的鎳、鈦、氧的高分辨譜圖。從XRD和XPS結(jié)果可以看到材料表面成分 仍以Ni-Ti LDH和Ni (OH)2為主，但相較于實(shí)施例1，材料表面的鎳鈦比有所升高，表面鎳鈦 比為3. 5 :1。
[0037] 實(shí)施例3 將直徑為12mm厚度為Imm的鎳鈦圓片，依次用酒精、去離子水和超聲清洗干凈，每次 15min。以IOM NaOH作為介質(zhì)進(jìn)行水熱處理，并先后進(jìn)行酸處理和沸水浴，其具體的工藝參 數(shù)如實(shí)施例1所述。
[0038] 圖I (HT3#)是經(jīng)本實(shí)施例改性處理得到的鎳鈦表面形貌的掃描電鏡圖片。經(jīng)本實(shí) 施例改性處理得到的表面出現(xiàn)毛線球狀的納米結(jié)構(gòu)，球的直徑約在500nm左右，纏繞成線 團(tuán)的納米柱寬度在IOOnm左右。圖2 (HT3#)是經(jīng)本實(shí)施例改性處理得到的材料表面的XRD 譜圖，圖3 (HT3#)是經(jīng)過(guò)本實(shí)施例改性處理得到材料表面的鎳、鈦、氧的高分辨譜圖。從XRD 和XPS結(jié)果可以看到材料表面成分仍以Ni-Ti LDH和Ni (OH) 2為主，但從XPS氧的高分辨譜 圖中可以看出經(jīng)過(guò)該實(shí)施例處理后，材料表面鎳的比例有極大的提升，表面鎳鈦比為7. 1 : 1〇
[0039] 實(shí)施例4 對(duì)未改性樣品及上述實(shí)施例改性得到樣品進(jìn)行鎳釋放的測(cè)試：分別將各樣品浸泡于 IOmlPBS中。特定時(shí)間后取出浸泡液，利用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀（ICP-OES) 測(cè)試鎳的釋放量。為測(cè)試不同PH下鎳的釋放情況，分別將PBS的pH用鹽酸調(diào)節(jié)至4、6. 8、 7. 4。
[0040] 圖4是經(jīng)過(guò)上述實(shí)施例處理后得到的不同pH下各樣品鎳釋放情況。從圖中可以 看出，對(duì)于各組處理過(guò)的樣品來(lái)說(shuō)都是pH越低，鎳釋放量越大。此外還可以看到，經(jīng)過(guò)實(shí)施 例3處理的樣品在偏堿性的環(huán)境下，鎳的釋放量并不是最大，但當(dāng)pH降低時(shí)，其鎳的釋放量 急劇增加，成為鎳釋放量最大的樣品。這表明經(jīng)過(guò)實(shí)施例3處理的樣品在中性條件下具有 較高的穩(wěn)定性，但在酸性環(huán)境中其穩(wěn)定性變差，說(shuō)明高濃度的堿熱處理可使的材料表面對(duì) 酸性條件敏感性增加。
[0041] 實(shí)施例5 對(duì)未經(jīng)處理的樣品及上述實(shí)施例改性處理得到樣品進(jìn)行耐腐性能測(cè)試：測(cè)試樣品為工 作電極、石墨棒為對(duì)電極、甘汞電極為參比電極，利用電化學(xué)工作站（上海辰華CHI760C)測(cè) 試材料的耐腐性能。
[0042] 圖5是上述實(shí)施例改性處理得到的各組樣品的腐蝕電位分析圖，從圖中可以看到 經(jīng)過(guò)實(shí)施例1和實(shí)施例2處理后得到的樣品相較于NiTi而言，腐蝕電位負(fù)向移動(dòng)；而實(shí)施 例3處理后得到的樣品腐蝕電位正向移動(dòng)。說(shuō)明經(jīng)過(guò)堿濃度較低時(shí)經(jīng)堿熱處理會(huì)使材料穩(wěn) 定性下降，而高濃度堿熱處理反而可使材料的穩(wěn)定性增加。
[0043] 實(shí)施例6 采用人膽管癌細(xì)胞RBE，人肝癌細(xì)胞SMMC-7721和H印G2體外培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)評(píng)估經(jīng)上述實(shí)施 例1、2和3改性處理所得鎳鈦材料對(duì)癌細(xì)胞活性的影響，采用人肝內(nèi)膽管上皮細(xì)胞HIBEpic 體外培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)評(píng)估經(jīng)上述實(shí)施例1、2和3改性處理所得鎳鈦材料對(duì)正常細(xì)胞活性的影響。 利用阿爾瑪藍(lán)（AlamarBlue?，AbD serotec Ltd，UK)試劑盒檢測(cè)細(xì)胞在材料表面的增殖情 況。方法如下： 1) 將使用75%乙醇滅菌的樣品放入24孔培養(yǎng)板中，每孔滴加 ImL密度為5X104cell/ mL細(xì)胞懸液； 2) 將細(xì)胞培養(yǎng)板放入5% CO2飽和濕度的細(xì)胞培養(yǎng)箱中36. 5 °C孵化18h ; 3) 吸去細(xì)胞培養(yǎng)液，用PBS清洗樣品表面后，將樣品移至新的24孔板內(nèi)，放入培養(yǎng)箱中 繼續(xù)培養(yǎng)； 4)細(xì)胞培養(yǎng)1、4和7天后，吸去原培養(yǎng)液，加入含有5%阿爾瑪藍(lán)（AlamarBlue?)染液 的新培養(yǎng)液，將培養(yǎng)板置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)4h后，從每孔取出100 μ L培養(yǎng)液放入96孔板中； 5)利用酶標(biāo)儀（BI0-TEK，ELX800)測(cè)量各孔在570nm和600nm波長(zhǎng)下的吸光度值。按照以 下公式計(jì)算AlamarBlue?被細(xì)胞還原的百分率： 公式：

【權(quán)利要求】
1. 一種具有選擇性抑癌作用的表面改性鎳鈦合金材料，其特征在于，在所述鎳鈦合金 材料的表面具有鎳鈦層狀雙氫氧化物和氫氧化鎳。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有選擇性抑癌作用的表面改性鎳鈦合金材料，其特征在 于，所述鎳鈦層狀雙氫氧化物和氫氧化鎳是在所述鎳鈦合金材料的表面原位生成的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有選擇性抑癌作用的表面改性鎳鈦合金材料，其特征 在于，所述鎳鈦合金材料中的鎳鈦原子數(shù)比為1 :1，表面的鎳鈦原子數(shù)比為（1. 5?10) :1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的具有選擇性抑癌作用的表面改性鎳鈦合金材 料，其特征在于，所述鎳鈦合金材料的表面為片狀的納米結(jié)構(gòu)或毛線球狀的納米結(jié)構(gòu)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有選擇性抑癌作用的表面改性鎳鈦合金材料，其特征在 于，所述片狀的納米結(jié)構(gòu)中納米片的厚度為30?50nm ;所述毛線球狀的納米結(jié)構(gòu)中納米球 的直徑為450?550nm，纏成線團(tuán)的納米柱寬度為80?120nm。
6. -種權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的具有選擇性抑癌作用的表面改性鎳鈦合金材料 的制備方法，其特征在于，包括：以強(qiáng)堿水溶液為水熱介質(zhì)對(duì)鎳鈦合金材料進(jìn)行水熱處理、 將經(jīng)所述水熱處理的鎳鈦合金材料于酸中浸泡進(jìn)行酸處理、和將經(jīng)所述酸處理的鎳鈦合金 材料進(jìn)行沸水浴處理。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述強(qiáng)堿水溶液為濃度為5?15M的 氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液，所述水熱處理的溫度為80?160°C，時(shí)間為5?12小時(shí)，反應(yīng) 釜填充度為40?80%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的制備方法，其特征在于，所述酸處理中，所述酸為濃度為 0. 05?0. 2M的鹽酸、硝酸或硫酸，浸泡時(shí)間為0. 5?4小時(shí)，浸泡消耗的酸量為3?10ml/ cm2〇
9. 根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述沸水浴處理的處理 時(shí)間為〇. 5?2小時(shí)。
10. -種權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的具有選擇性抑癌作用的表面改性鎳鈦合金材 料在制造與腫瘤組織接觸的醫(yī)用鎳鈦合金器件中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】A61L31/16GK104436315SQ201410649180
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】劉宣勇, 王東輝 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所