本發(fā)明屬于植體涂層領(lǐng)域，涉及種植體涂層及其制備方法與應(yīng)用，具體涉及一種氧化石墨烯go/羥基磷灰石ha/il-4種植體涂層及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、牙列缺損、缺失是口腔臨床醫(yī)學(xué)最重要的一大類疾病。由于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展、居民生活水平提高以及人口增長(zhǎng)和老齡化導(dǎo)致對(duì)種植牙的需求急劇增加。天然牙喪失會(huì)影響患者面容美觀，同時(shí)不利于口腔發(fā)音、咀嚼及語(yǔ)言功能，促使消化和口頜系統(tǒng)紊亂，甚至導(dǎo)致患者產(chǎn)生嚴(yán)重的心理問題。

2、盡管種植技術(shù)日趨成熟，但臨床上因骨整合不足導(dǎo)致純鈦種植體植入失敗的情況并不罕見，二次手術(shù)干預(yù)給患者帶來巨大痛苦和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)?，F(xiàn)階段，市面上絕大多數(shù)種植體均采用純鈦及鈦合金材料，因?yàn)殁佅噍^于其他金屬材料來說，它具有良好的生物相容性、生物惰性、高比率的強(qiáng)度重量，相對(duì)低的彈性常數(shù)以及優(yōu)異的耐腐蝕性。但與此同時(shí)鈦及其合金材料也會(huì)出現(xiàn)了一些無(wú)法解決的問題，有研究通過電感耦合等離子質(zhì)譜檢測(cè)法對(duì)微型種植體鈦離子累積量進(jìn)行測(cè)定，同時(shí)對(duì)鈦離子在微生物體內(nèi)細(xì)胞因子及受體表達(dá)中的作用進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)牙齦上皮細(xì)胞在口腔微生物中的敏感性受到了游離鈦離子的影響，同時(shí)影響了單核細(xì)胞浸潤(rùn)及破骨細(xì)胞分化的過程，并推測(cè)鈦離子和種植體周圍炎有一定相關(guān)性。另外鈦可能具有免疫原性，使某些過敏癥患者產(chǎn)生金屬植入物iv型超敏反應(yīng)。同時(shí)，普遍的觀點(diǎn)認(rèn)為，鈦合金作為惰性材料，表面生物活性較低，短期內(nèi)不能誘導(dǎo)成骨細(xì)胞黏附增殖形成骨結(jié)合，所以一般情況下植體植入體內(nèi)后需經(jīng)過3-6個(gè)月才能負(fù)重使用，骨結(jié)合較差甚至?xí)?dǎo)致植體松動(dòng)脫落，影響遠(yuǎn)期修復(fù)效果。

3、為了使種植體適應(yīng)癥更廣，提高成功率，縮短治療進(jìn)程，加快愈合所需時(shí)間等，學(xué)者們致力于構(gòu)造新型植體表面涂層，以促進(jìn)種植體表面骨結(jié)合形成。在生物活性涂層中，羥基磷灰石是一種具有生物活性的磷酸鈣陶瓷，其化學(xué)組成與晶體結(jié)構(gòu)與天然骨和牙本質(zhì)的礦物質(zhì)相似，是目前最常用的骨再生材料。但純羥基磷灰石的耐磨性和斷裂韌性較差，無(wú)法與天然骨的力學(xué)行為相匹配，阻礙其作為涂層材料在植體表面的臨床應(yīng)用。同時(shí)其低強(qiáng)度容易導(dǎo)致裂紋擴(kuò)展，降低其耐蝕性。在這方面，已經(jīng)開發(fā)出多種基于羥基磷灰石的納米復(fù)合涂層，包括聚合物(如殼聚糖、透明質(zhì)酸、殼聚糖肝素)和碳基材料(如石墨烯、氧化石墨烯、碳納米管)。盡管獲得了更高的力學(xué)性能，但這些增強(qiáng)物(如碳納米管，由于其中存在金屬催化劑)通常會(huì)削弱羥基磷灰石的生物性能或?qū)︵徑M織產(chǎn)生不利影響。而某些增強(qiáng)材料(如zro2)在制備過程中會(huì)誘導(dǎo)羥基磷灰石的分解，導(dǎo)致羥基磷灰石的生物活性大幅降低。近年來，石墨烯基材料由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的機(jī)械、電學(xué)性能，以及良好的殺菌和生物相容性，被廣泛應(yīng)用于各種生物領(lǐng)域。特別是氧化石墨烯納米片，由于其比表面積非常大,易于化學(xué)功能化、以及良好的生物相容性，使其已廣泛應(yīng)用于生物技術(shù)的各種領(lǐng)域。這使得氧化石墨烯成為生物復(fù)合材料中具有吸引力和前景的納米級(jí)增強(qiáng)填料。同時(shí)，在近幾年，有越來越多的研究工作致力于制備石墨烯或其衍生物增強(qiáng)ha生物復(fù)合材料。石墨烯或其衍生物摻入羥基磷灰石復(fù)合材料已有文獻(xiàn)報(bào)道，采用原位合成方法、仿生礦化過程、火花等離子燒結(jié)技術(shù)等。但是這些技術(shù)制備成本較高，所需時(shí)間較長(zhǎng)，不適用于口腔種植體表面的改性，且目前尚無(wú)研究者對(duì)于可負(fù)載白介素4的羥基磷灰石-氧化石墨烯混合涂層進(jìn)行過研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種氧化石墨烯go/羥基磷灰石ha/il-4種植體涂層及其制備方法與應(yīng)用。

2、本發(fā)明首次從免疫學(xué)角度評(píng)價(jià)ha/go/il-4涂層材料體外對(duì)于巨噬細(xì)胞極化的調(diào)節(jié)作用，對(duì)其所誘導(dǎo)的免疫微環(huán)境對(duì)于骨髓干細(xì)胞骨向分化進(jìn)行了研究，從體內(nèi)對(duì)涂層材料的成骨特性進(jìn)行驗(yàn)證。

3、本發(fā)明技術(shù)方案如下

4、一種氧化石墨烯go/羥基磷灰石ha/il-4種植體涂層的制備方法，通過電化學(xué)方法在鈦表面構(gòu)建了具有緩釋il-4的羥基磷灰石和氧化石墨烯混合種植體涂層，并對(duì)其進(jìn)行相對(duì)完善的表征檢測(cè)。

5、具體包括如下步驟：

6、(1)涂層的制備：

7、拋光鈦片并打磨邊緣，隨后依次在丙酮、無(wú)水乙醇、去離子水中超聲，最終保存在無(wú)水乙醇中；

8、(2)電解液的制備：

9、36～37℃下磁力攪拌器持續(xù)攪拌，使4～4.5mg/ml納米級(jí)羥基磷灰石粉末均勻分布在無(wú)水乙醇中，之后緩慢滴加0.8～0.85ml的5～5.5mg/ml氧化石墨烯溶液，繼續(xù)攪拌2～3h，最后用硝酸調(diào)節(jié)電解液ph值；

10、(3)復(fù)合涂層的制備：

11、將步驟(2)所得的羥基磷灰石/氧化石墨烯電解液置于36～37℃電解槽中進(jìn)行電化學(xué)沉積，持續(xù)攪拌，在30～31v，0.8～0.9ma/cm2恒定電壓電流下沉積2～2.5min；最后室溫自然干燥，得到羥基磷灰石/氧化石墨烯復(fù)合涂層；

12、(4)細(xì)胞因子的吸附：

13、重組小鼠il-4以2～2.1μg/ml的濃度溶解在去離子水中，將步驟(3)所得羥基磷灰石/氧化石墨烯復(fù)合涂層在il-4溶液中避光浸泡24～48h，-20～18℃冷凍過夜后，凍干20～24h，最后用pbs洗去未吸附的il-4獲得羥基磷灰石/氧化石墨烯/白介素-4。

14、上述方法中，步驟(2)中，所述ph值為3.0～4.0。

15、上述方法中，步驟(3)中，所述電解槽中，其中陽(yáng)極為石墨電極和陰極為鈦基底。

16、上述方法中，步驟(4)中，il-4溶液的溶劑為無(wú)菌去離子水。

17、一種氧化石墨烯go/羥基磷灰石ha/il-4種植體涂層。羥基磷灰石和氧化石墨烯結(jié)合形成種植體表面涂層材料，然后通過較高比表面積吸附il-4并緩慢持續(xù)的釋放，這樣就可以在促進(jìn)骨髓干細(xì)胞骨向分化的同時(shí)干預(yù)巨噬細(xì)胞向m2方向極化，加速植體在體內(nèi)骨結(jié)合的形成，并促進(jìn)成骨。使用單反相機(jī)進(jìn)行宏觀觀察時(shí)，涂層表面呈高飽和度的乳白色，材料分布均勻。進(jìn)一步通過掃描電子顯微鏡觀察，低倍鏡下可見氧化石墨烯與羥基磷灰石涂層均勻、光滑且致密，表面存在細(xì)小裂紋；高倍鏡下可見更為明顯的多層大塊“珊瑚”狀裂紋，這可能是由于凍干過程中，白介素-4溶液中的去離子水迅速升華，從而引起下部氧化石墨烯層斷裂所致。此外，表面還能觀察到成簇的圓形蛋白樣結(jié)構(gòu)，說明羥基磷灰石/氧化石墨烯/白介素-4復(fù)合體系對(duì)白介素-4具有良好的吸附能力。

18、一種氧化石墨烯go/羥基磷灰石ha/il-4種植體涂層的應(yīng)用于植體制造。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于：

20、本發(fā)明中羥基磷灰石和氧化石墨烯可以結(jié)合形成種植體表面涂層材料，然后通過較高比表面積吸附適量的il-4并緩慢持續(xù)的釋放，這樣就可以在促進(jìn)骨髓干細(xì)胞骨向分化的同時(shí)干預(yù)巨噬細(xì)胞向m2方向極化，加速植體在體內(nèi)骨結(jié)合的形成，并促進(jìn)成骨。go/ha/il-4涂層的應(yīng)用使種植體適應(yīng)癥更廣，提高成功率，縮短治療進(jìn)程，加快愈合所需時(shí)間。

技術(shù)特征：

1.一種氧化石墨烯go/羥基磷灰石ha/il-4種植體涂層及其制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述一種氧化石墨烯go/羥基磷灰石ha/il-4種植體涂層及其制備方法，其特征在于，步驟（2）中，所述ph值為3.0～4.0。

3.如權(quán)利要求1所述一種氧化石墨烯go/羥基磷灰石ha/il-4種植體涂層及其制備方法，其特征在于，步驟（2）中，在滴加氧化石墨烯溶液后繼續(xù)攪拌的時(shí)間為2~3?h。

4.如權(quán)利要求1所述一種氧化石墨烯go/羥基磷灰石ha/il-4種植體涂層及其制備方法，其特征在于，步驟（3）中，所述電解槽中，其中陽(yáng)極為石墨電極和陰極為鈦基底。

5.如權(quán)利要求1所述一種氧化石墨烯go/羥基磷灰石ha/il-4種植體涂層及其制備方法，其特征在于，步驟（3）中，所述沉積的時(shí)間為2~2.5?min。

6.如權(quán)利要求1所述一種氧化石墨烯go/羥基磷灰石ha/il-4種植體涂層及其制備方法，其特征在于，步驟（4）中，il-4?溶液的溶劑為無(wú)菌去離子水。

7.如權(quán)利要求1所述一種氧化石墨烯go/羥基磷灰石ha/il-4種植體涂層及其制備方法，其特征在于，步驟（4）中，所述避光浸泡的時(shí)間為24~48?h。

8.由權(quán)利要求1~7任一項(xiàng)所述制備方法制備得到的氧化石墨烯go/羥基磷灰石ha/il-4種植體涂層。

9.權(quán)利要求8所述氧化石墨烯go/羥基磷灰石ha/il-4種植體涂層，其特征在于，羥基磷灰石和氧化石墨烯結(jié)合形成種植體表面涂層材料，然后通過較高比表面積吸附il-4?并緩慢持續(xù)的釋放，實(shí)現(xiàn)促進(jìn)骨髓干細(xì)胞骨向分化的同時(shí)干預(yù)巨噬細(xì)胞向?m2?方向極化，加速植體在體內(nèi)骨結(jié)合的形成，并促進(jìn)成骨；所述涂層表面呈高飽和度的乳白色，材料分布均勻；氧化石墨烯與羥基磷灰石涂層均勻、光滑且致密，表面存在細(xì)小裂紋；高倍鏡下為明顯的多層大塊“珊瑚”狀裂紋，所述涂層表面還能觀察到成簇的圓形蛋白樣結(jié)構(gòu)。

10.權(quán)利要求8或9所述氧化石墨烯go/羥基磷灰石ha/il-4種植體涂層的應(yīng)用于植體制造。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于植體涂層領(lǐng)域，公開一種氧化石墨烯GO/羥基磷灰石HA/IL?4種植體涂層及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明通過電化學(xué)方法在鈦表面構(gòu)建了具有緩釋IL?4的羥基磷灰石和氧化石墨烯混合種植體涂層，并對(duì)其進(jìn)行相對(duì)完善的表征檢測(cè)。本發(fā)明中羥基磷灰石和氧化石墨烯可以結(jié)合形成種植體表面涂層材料，然后通過較高比表面積吸附適量的IL?4并緩慢持續(xù)的釋放，這樣就可以在促進(jìn)骨髓干細(xì)胞骨向分化的同時(shí)干預(yù)巨噬細(xì)胞向M2方向極化，加速植體在體內(nèi)骨結(jié)合的形成，并促進(jìn)成骨。GO/HA/IL?4涂層的應(yīng)用使種植體適應(yīng)癥更廣，提高成功率，縮短治療進(jìn)程，加快愈合所需時(shí)間。

技術(shù)研發(fā)人員：吾凡別克·巴合提,李叢叢,陳曉濤,趙莉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/7