【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及骨電活性抗菌材料領(lǐng)域，特別涉及一種金枝晶形貌的骨電活性抗菌功能材料及其制備方法和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、隨著醫(yī)學(xué)和材料制備技術(shù)的不斷進(jìn)步，利用各種生物材料修復(fù)受損組織已顯著提高了相關(guān)疾病的臨床治療效果。這些生物材料在進(jìn)入體內(nèi)后，往往被視為非自體的“異物”，干擾了體內(nèi)免疫微環(huán)境的平衡，導(dǎo)致機體產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)（即異物反應(yīng)）。在生物材料激活機體免疫功能的過程中，免疫細(xì)胞通過識別這些材料，將免疫信號傳遞給下游的級聯(lián)通路成員。這些免疫細(xì)胞釋放的炎性信號可以引發(fā)一系列級聯(lián)效應(yīng)，最終決定生物材料是否會引發(fā)免疫排斥反應(yīng)。
2、對生物材料進(jìn)行界面改性，可以有效調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞對其的反應(yīng)。在現(xiàn)有的界面改性技術(shù)中，納米形貌改性技術(shù)是當(dāng)前的研究熱點。這種納米形貌改性技術(shù)不僅保留了生物材料在設(shè)計階段的原始理化特性，還在跨學(xué)科領(lǐng)域創(chuàng)新性地應(yīng)用了前沿材料制備工藝，展現(xiàn)出優(yōu)越的性能。納米結(jié)構(gòu)可以通過機械傳遞調(diào)節(jié)細(xì)胞行為，從而誘導(dǎo)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（bmscs）的成骨分化，因此改性后的材料在骨組織工程、骨修復(fù)、生物傳感器、藥物遞送等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。
3、單質(zhì)金材料具有優(yōu)異的生物相容性，在體內(nèi)表現(xiàn)出良好的組織相容性、血液相容性和細(xì)胞相容性，能夠與周圍組織建立良好的界面，降低免疫反應(yīng)，減少異物排斥反應(yīng)。因此，單質(zhì)金材料已廣泛應(yīng)用于水聲、電聲、醫(yī)療器械、離子輻射、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。單質(zhì)金材料盡管顯示出巨大的應(yīng)用潛力，但是在實際應(yīng)用時仍面臨一些挑戰(zhàn)和問題，如電信號穩(wěn)定性差，骨再生誘導(dǎo)性能欠佳，抗菌作用弱。
4、因此，開發(fā)一種
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)提供了一種金枝晶形貌的骨電活性抗菌功能材料及其制備方法和應(yīng)用，本專利技術(shù)利用磁控濺射技術(shù)，在硅基片表面沉積鉻鍍層，然后在電解池中利用haucl4發(fā)生的氧化還原反應(yīng)和置換反應(yīng)，將鉻鍍層替換成金，實現(xiàn)對材料的改性處理。這種骨電活性抗菌功能材料具備優(yōu)越的生物相容性、抗菌性能和成骨誘導(dǎo)能力，拓展了其在口腔等人體/動物體各部位的應(yīng)用場景，有效解決了現(xiàn)有金材料骨整合較差，骨愈合速度及抗菌活性方面的不足。具體通過以下技術(shù)實現(xiàn)。
2、一種金枝晶形貌的骨電活性抗菌功能材料的制備方法，包括以下步驟：
3、選擇單質(zhì)鉻靶材，通過磁控濺射的方式使鉻沉積在硅基片的表面，得到鉻覆蓋硅基片；
4、將硅基片、所述鉻覆蓋硅基片浸入反應(yīng)體系中進(jìn)行置換反應(yīng)，將所述鉻覆蓋硅基片表面的鉻全部置換成單質(zhì)金，得到單質(zhì)金覆蓋硅基片，即金枝晶形貌的骨電活性抗菌功能材料。
5、進(jìn)一步地，所述反應(yīng)體系包括10-20?mm的haucl4、110-115?g/l的nh4f和20-25?g/lhf。
6、進(jìn)一步地，所述置換反應(yīng)的反應(yīng)時長為10-15?min，反應(yīng)溫度為20-30℃。
7、進(jìn)一步地，所述磁控濺射的腔內(nèi)溫度為室溫至250-300℃，腔內(nèi)氣壓為0.5-5?pa，腔內(nèi)通入氬氣的流速為5-80?sccm；濺射距離為5-10?cm，濺射功率為20-100?w，濺射時長為10-20?min。
8、進(jìn)一步地，得到所述單質(zhì)金覆蓋硅基片后，還進(jìn)行清洗、氮氣吹干，在空氣中加熱處理。
9、更進(jìn)一步地，在空氣中加熱處理的溫度為110-130℃，加熱時間為15-20?min。
10、進(jìn)一步地，所述硅基片的長×寬為1cm×1cm至2cm×2cm。
11、可選地，所選用的硅基片為n型單晶硅片，并預(yù)先裁剪成相應(yīng)的尺寸大小。在使用前，將硅基片用無水乙醇超聲清洗，再氮氣吹干后真空包存。
12、可選地，在進(jìn)行磁控濺射之前，可以在載體（例如載玻片）上涂覆導(dǎo)電膠，然后將硅基片通過導(dǎo)電膠粘附在硅基片上；最后將載體倒置放入磁控濺射的腔室內(nèi)，使單質(zhì)鉻靶材和硅基片相對放置。關(guān)閉腔室后，通入高純氬氣，進(jìn)行磁控濺射。在氬氣氣氛下使單質(zhì)鉻沉積在硅基片上。
13、采用本專利技術(shù)上述方法制備獲得的金枝晶形貌的骨電活性抗菌功能材料在真空環(huán)境進(jìn)行保存。
14、本專利技術(shù)還提供了一種采用上述任意一項制備方法制備的金枝晶形貌的骨電活性抗菌功能材料。
15、本專利技術(shù)還提供了一種上述的金枝晶形貌的骨電活性抗菌功能材料的應(yīng)用，用于制備骨缺損修復(fù)或者骨組織工程或者抗菌治療的材料。
16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益之處在于：
17、本專利技術(shù)提供的金枝晶形貌的骨電活性抗菌功能材料，表面的金為納米花紋結(jié)構(gòu)，提高了其成骨誘導(dǎo)活性。與常規(guī)的金單質(zhì)材料相比，本專利技術(shù)所制備的金枝晶形貌的骨電活性抗菌功能材料可以有效地調(diào)控巨噬細(xì)胞以及樹突狀細(xì)胞的表型，有效調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞及樹突狀細(xì)胞（dc）的抗菌能力，以實現(xiàn)更好的抗菌治療效果。
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1.一種金枝晶形貌的骨電活性抗菌功能材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金枝晶形貌的骨電活性抗菌功能材料的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)體系包括10-20?mM的HAuCl4、110-115?g/L的NH4F和20-25?g/L?HF。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金枝晶形貌的骨電活性抗菌功能材料的制備方法，其特征在于，所述置換反應(yīng)的反應(yīng)時長為10-15?min，反應(yīng)溫度為20-30℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金枝晶形貌的骨電活性抗菌功能材料的制備方法，其特征在于，所述磁控濺射的腔內(nèi)溫度為室溫至300℃，腔內(nèi)氣壓為0.5-5?Pa，腔內(nèi)通入氬氣的流速為5-80?sccm；濺射距離為5-10?cm，濺射功率為20-100?W，濺射時長為10-20?min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金枝晶形貌的骨電活性抗菌功能材料的制備方法，其特征在于，得到所述單質(zhì)金覆蓋硅基片后，還進(jìn)行清洗、氮氣吹干，在空氣中加熱處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的金枝晶形貌的骨電活性抗菌功能材料的制備方法，其特征在于，在空氣中加
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金枝晶形貌的骨電活性抗菌功能材料的制備方法，其特征在于，所述硅基片的長×寬為(1-2)?cm×(1-2)?cm。
8.一種采用權(quán)利要求1-7任一項所述的制備方法制備的金枝晶形貌的骨電活性抗菌功能材料。
9.一種權(quán)利要求8所述的金枝晶形貌的骨電活性抗菌功能材料的應(yīng)用，其特征在于，用于制備骨缺損修復(fù)或者骨組織工程或者抗菌治療的材料。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種金枝晶形貌的骨電活性抗菌功能材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金枝晶形貌的骨電活性抗菌功能材料的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)體系包括10-20?mm的haucl4、110-115?g/l的nh4f和20-25?g/l?hf。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金枝晶形貌的骨電活性抗菌功能材料的制備方法，其特征在于，所述置換反應(yīng)的反應(yīng)時長為10-15?min，反應(yīng)溫度為20-30℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金枝晶形貌的骨電活性抗菌功能材料的制備方法，其特征在于，所述磁控濺射的腔內(nèi)溫度為室溫至300℃，腔內(nèi)氣壓為0.5-5?pa，腔內(nèi)通入氬氣的流速為5-80?sccm；濺射距離為5-10?cm，濺射功率為20-100?w，濺射時長為10-20?mi...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張玉峰，張蘩予，劉群立，
申請(專利權(quán))人：武漢大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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