一種利用真空冷噴涂技術(shù)制備藥物緩釋涂層的方法及其產(chǎn)品的制作方法
【專利說明】一種利用真空冷噴涂技術(shù)制備藥物緩釋涂層的方法及其產(chǎn)口叩
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及表面改性領(lǐng)域，具體涉及一種利用真空冷噴涂技術(shù)制備藥物緩釋涂層的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]醫(yī)用金屬及合金具有近似于人骨的彈性模量，因而在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用，然而缺乏生物活性和骨誘導(dǎo)性能卻極大地限制了其應(yīng)用，對醫(yī)用金屬及合金表面進(jìn)行修飾和處理是目前有效改善其生物惰性的方法。
[0003]真空冷噴涂技術(shù)是通過采用高速氣流加速固態(tài)粒子，經(jīng)加速后高速撞擊預(yù)置的基體，使粒子發(fā)生塑性變形而扁平化形成涂層。相較于傳統(tǒng)的熱噴涂技術(shù)，真空冷噴涂的操作溫度為室溫，過程中幾乎無氧化現(xiàn)象，對粉末粒子結(jié)構(gòu)幾乎無影響，能完整保存原始粉末的物理化學(xué)特性，適用于溫度敏感材料、相變敏感材料等的噴涂，因而采用真空冷噴涂技術(shù)在醫(yī)用材料表面制備藥物緩釋涂層，能夠避免在噴涂過程中藥物或生物活性因子的失活或其他材料的分解。真空冷噴涂制備的涂層密度大、結(jié)合強(qiáng)度高(高于70MPa)、組織穩(wěn)定、孔隙率低，粉末易于回收(回收率可達(dá)100% )，因而節(jié)約了成本低，是一種經(jīng)濟(jì)環(huán)保的噴涂技術(shù)。將真空冷噴涂技術(shù)與生物材料的制備結(jié)合起來，能夠充分發(fā)揮冷噴涂技術(shù)的優(yōu)勢，同時(shí)也為溫度敏感生物復(fù)合涂層的制備提供了一個(gè)全新的思路，具有廣闊的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種利用真空冷噴涂技術(shù)制備藥物緩釋涂層的方法及其產(chǎn)品，該制備方法得到的藥物緩釋涂層能夠有效的控制藥物或生物活性因子的釋放，避免了“爆釋”現(xiàn)象的發(fā)生，從而達(dá)到緩釋的目的。
[0005]—種利用真空冷噴涂技術(shù)制備藥物緩釋涂層的方法，包括以下步驟:
[0006](1)將醫(yī)用材料表面進(jìn)行清洗和粗化處理，得到具有粗糙表面的醫(yī)用材料；
[0007](2)將藥物或生物活性因子加載到納米顆粒上，形成納米復(fù)合粉末；
[0008](3)利用真空冷噴涂技術(shù)在步驟(1)得到的醫(yī)用材料的粗糙表面上噴涂納米復(fù)合粉末，得到所述的藥物緩釋涂層。
[0009]優(yōu)選地，所述的金屬基材為醫(yī)用鈦或鈦合金。
[0010]優(yōu)選地，粗化處理方法為噴砂，噴砂的工藝參數(shù)為:空氣壓力0.3-1.0MPa，噴砂時(shí)間10s-lmin，噴砂用砂丸目數(shù)30-200目。
[0011]作為優(yōu)選，所述的納米復(fù)合粉末為納米級或亞微米級的復(fù)合粉末。
[0012]作為優(yōu)選，所述的納米顆粒的材料為羥基磷灰石(HA)或二氧化鈦，更優(yōu)選為羥基磷灰石。
[0013]HA的制備方法有溶膠凝膠法、水熱合成法、超聲波合成法等，優(yōu)選地，采用液相沉淀法制備HA。
[0014]HA具體的制備步驟為:配制Ca/P(摩爾比值)的化學(xué)計(jì)量比1.67的(ΝΗ4)2ΗΡ04溶液和Ca(N03)2溶液，在攪拌條件下，將(ΝΗ4)2ΗΡ04溶液以一定的速度滴加到Ca(N03)2溶液中，然后用氨水將混合溶液的pH值調(diào)到10-11之間，將產(chǎn)生的絮狀沉淀陳化2-7天，用去離子水將沉淀洗至PH = 7，將沉淀干燥即可得到HA。
[0015]作為優(yōu)選，真空冷噴涂的工藝參數(shù)為:在室溫條件下進(jìn)行噴涂，噴涂距離為5-100mm，粒子速度為 100_1200m/s。
[0016]本發(fā)明還提供了一種由所述的制備方法得到的藥物緩釋涂層。該涂層能達(dá)到藥物或生物活性因子緩釋的作用，避免了“爆釋”現(xiàn)象的發(fā)生。
[0017]本發(fā)明采用的真空冷噴涂技術(shù)，不存在熱噴涂中存在的缺陷(如氧化、氣孔、分解等)，可以完整的保存原始粉末的物理化學(xué)特性，涂層密度大，結(jié)合強(qiáng)度高，粉末易于回收(回收率可達(dá)100% )，成本低，是一種經(jīng)濟(jì)環(huán)保的噴涂技術(shù)。
[0018]本發(fā)明提供的涂層制備的方法，為溫度敏感生物復(fù)合涂層，尤其是藥物緩釋涂層的制備提供了一個(gè)全新的思路，具有重要的意義和廣闊的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0019]圖1為實(shí)施例1制備的藥物緩釋涂層表面掃描電鏡圖。
[0020]圖2為實(shí)施例1制備的藥物緩釋涂層的藥物釋放曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，需要指出的是，以下所述實(shí)施例旨在便于對本發(fā)明的理解，而對其不起任何限定作用。
[0022]本發(fā)明提供的利用真空冷噴涂技術(shù)制備藥物緩釋涂層的方法，包括以下具體步驟:
[0023](1)將醫(yī)用鈦基體表面依次用丙酮、酒精、去離子水等進(jìn)行清洗，然后進(jìn)行噴砂粗化處理，以達(dá)到噴涂的表面粗糙度要求；
[0024](2)制備生物功能化的復(fù)合粉末:將藥物或生物活性因子與HA或二氧化鈦進(jìn)行復(fù)合；
[0025](3)利用真空冷噴涂技術(shù)在步驟(1)得到的基底上噴涂藥物或生物活性因子加載的復(fù)合粉末。
[0026]實(shí)施例1
[0027]在本實(shí)施例中，基體材料為2X2mm的鈦片，得到的緩釋涂層與基體材料結(jié)合良好。緩釋涂層的具體制備方法如下:
[0028](1)依次用丙酮、酒精、去離子水對基體進(jìn)行清洗，干燥后采用60目棕剛玉砂對基體表面噴砂粗化處理，噴砂采用的氣壓為0.5MPa，噴砂時(shí)間為30s ;
[0029]⑵HA的制備:在攪拌條件下，將等體積的濃度為1.5mol/L的(ΝΗ4)2ΗΡ04溶液滴加到2.5mol/L的Ca(N03)2溶液中，然后用氨水將混合溶液的pH值調(diào)到10?11之間，將產(chǎn)生的絮狀沉淀陳化7天，用去離子水將沉淀洗至PH = 7，將沉淀干燥即可得到HA，粒徑約為600nmo
[0030](3)將藥物(慶大霉素)與HA加到PBS (磷酸鹽緩沖液)中，得到的溶液中，慶大霉素的濃度為0.001g/mL，HA的濃度為0.lg/mL，在室溫條件下攪拌30min進(jìn)行復(fù)合，用去離子水洗滌，經(jīng)離心、冷凍干燥后得到負(fù)載藥物的HA。
[0031](4)利用真空冷噴涂技術(shù)將負(fù)載藥物的HA噴涂到處理后的基底表面上，控制噴涂的工藝參數(shù)為:在室溫條件下進(jìn)行噴涂，噴涂距離為10mm，粒子速度為1000m/s。
[0032](5)為研究涂層的藥物釋放特性，將材料置于12孔板中并添加2毫升PBS在37土 1°C下進(jìn)行釋放實(shí)驗(yàn)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)組設(shè)置六個(gè)平行，并在特定時(shí)間點(diǎn)取出培養(yǎng)液檢測，利用紫外分光光度計(jì)監(jiān)控藥物的釋放特性。
[0033]實(shí)施例2
[0034]在本實(shí)施例中，基體材料為2 X 2mm的鈦片，涂層與基體材料結(jié)合良好。緩釋涂層的具體制備方法如下:
[0035](1)依次用丙酮、酒精、去離子水等對基體進(jìn)行清洗，采用60目棕剛玉砂對基體表面噴砂粗化處理，噴砂采用的氣壓為0.5MPa，噴砂時(shí)間為30s ;
[0036](2)將藥物(慶大霉素)與二氧化鈦加到PBS中，在室溫條件下攪拌30min進(jìn)行復(fù)合，得到的溶液中，慶大霉素的濃度為0.001g/mL，二氧化鈦的濃度為0.lg/mL，用去離子水洗滌，經(jīng)離心、冷凍干燥后得到負(fù)載藥物的二氧化鈦，平均粒徑為800nm。
[0037](4)利用真空冷噴涂技術(shù)將負(fù)載藥物的二氧化鈦噴涂到處理后的基底表面上，控制噴涂的工藝參數(shù)為:在室溫條件下進(jìn)行噴涂，噴涂距離為10mm，粒子速度為1000m/s。
[0038](5)為研究涂層的藥物釋放特性，將材料置于12孔板中并添加2毫升PBS在37土 1°C下進(jìn)行釋放實(shí)驗(yàn)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)組設(shè)置六個(gè)平行，并在特定時(shí)間點(diǎn)取出培養(yǎng)液檢測，利用紫外分光光度計(jì)監(jiān)控藥物的釋放特性，緩釋效果比實(shí)施例1略差。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用真空冷噴涂技術(shù)制備藥物緩釋涂層的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)對醫(yī)用材料表面進(jìn)行清洗和粗化處理，得到具有粗糙表面的醫(yī)用材料； (2)將藥物或生物活性因子加載到納米顆粒上，形成納米復(fù)合粉末； (3)利用真空冷噴涂技術(shù)在步驟(1)得到的醫(yī)用材料的粗糙表面上噴涂納米復(fù)合粉末，得到所述的藥物緩釋涂層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用真空冷噴涂技術(shù)制備藥物緩釋涂層的方法，其特征在于，所述的醫(yī)用材料為醫(yī)用鈦或鈦合金。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用真空冷噴涂技術(shù)制備藥物緩釋涂層的方法，其特征在于，粗化處理方法為噴砂，噴砂的工藝參數(shù)為:空氣壓力0.3-1.0MPa，噴砂時(shí)間10s-lmin，噴砂用砂丸目數(shù)30-200目。4.根據(jù)權(quán)利要1所述的利用真空冷噴涂技術(shù)制備藥物緩釋涂層的方法，其特征在于，所述的納米復(fù)合粉末為納米級或亞微米級的復(fù)合粉末。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用真空冷噴涂技術(shù)制備藥物緩釋涂層的方法，其特征在于，所述的納米顆粒的材料為羥基磷灰石或二氧化鈦。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用真空冷噴涂技術(shù)制備藥物緩釋涂層的方法，其特征在于，真空冷噴涂的工藝參數(shù)為:在室溫條件下進(jìn)行噴涂，噴涂距離為5-100mm，粒子速度為100-1200m/so7.一種由權(quán)利要求1?6任一項(xiàng)所述的制備方法得到的藥物緩釋涂層。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用真空冷噴涂技術(shù)制備藥物緩釋涂層的方法，該方法采用真空冷噴涂的技術(shù)將制備得到的藥物或生物活性因子加載的復(fù)合粉末噴涂到經(jīng)過粗化處理的醫(yī)用材料表面。本發(fā)明制備得到了的材料能夠有效的控制藥物或生物活性因子釋放，避免了“爆釋”現(xiàn)象的發(fā)生。本發(fā)明采用的真空冷噴涂技術(shù)，在室溫下即可完成操作，避免了藥物或生物活性因子等溫度敏感材料的分解或失活，能夠有效的保留原始粉末的組織結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性能，同時(shí)涂層的生物穩(wěn)定性好，粉末易于回收，操作簡便。
【IPC分類】A61L27/32, A61L31/02, A61L27/06, C23C24/02, A61L31/16, A61L27/54, A61L31/08
【公開號】CN105251060
【申請?zhí)枴緾N201510716370
【發(fā)明人】陳秀勇, 李德燕, 劉奕, 李華
【申請人】中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年10月29日