一种可降解生物医用锌基合金表面及其制备方法和应用

1.本发明涉及医疗材料表面处理技术领域，具体涉及一种可降解生物医用锌基合金表面及其制备方法和应用。


背景技术：

2.我国老龄化趋势加剧，使得关于骨科类疾病的发病率上升。随着骨缺损与骨创伤病例的增多，骨修复材料提出了更高的要求，骨修复材料也成为生物医用材料领域热门的研究课题之一。与人体组织有着相匹配的机械强度并对人体的细胞和组织无毒无害，是临床医学对于生物材料的基本要求。理想的骨修复材料应该具备良好生物相容性、骨生成性、骨传导性、骨诱导性、适合的降解速率及一定的机械强度等特性。为了避免二次手术导致病人的痛苦和增长手术的周期,可降解医用金属材料已经逐渐进入研究者的视野。近年来，可降解医用金属材料受到极大重视。
3.可降解金属材料包括镁基合金、锌基合金、铁基合金。其中锌基合金较镁基合金和铁基合金的优势和锌在人体中不可或缺的生物作用使得锌基合金作为目前最有潜力的生物可降解材料之一，具有更广阔的研究空间及市场前景。
4.与现有骨组织工程材料相比，锌及其合金具有以下优势：(1)在骨环境中，锌能促进成骨细胞新骨生成和矿化并且促进破骨细胞的凋亡，使骨质量增加，与其他微量元素相比，锌在骨的新陈代谢中的毒性最小；(2)锌合金丰富的储量大，价格便宜；(3)锌和锌合金金属材料的机械性能更接近人体骨骼，合金化后其屈服强度及延展度都得到提升，更接近皮质骨的机械性能；(4)锌是人体内含量最多的元素，人体中超过300种酶依赖于锌离子完成并促进蛋白质的合成、核酸代谢、信号传导、保存骨量、调节凋亡和基因表达；(5)在可降解医用金属材料中，与镁合金和铁合金相比，锌合金最大的优势在于其腐蚀速率适中，化解了可降解金属材料在降解速率方面的难题；(6)锌能抑制细菌生长，所表现出的生物性能极大的降低了术后感染的风险，因此在骨植入器械和血管支架等领域有着很大前途。
5.但是目前国内外材料对于表面改性处理这方面研究还处于起步阶段，相关研究证实通过对镁合金进行表面处理的有效性，处理过后的表面层阻碍了镁合金与中腐蚀介质的接触从而提高了耐腐蚀性，降低了镁合金表面局部的镁离子浓度来提高生物相容性，并且生物活性也得到明显改善。其表面处理的方法主要有浸渍提拉法、微弧氧化法、水热法、化学沉积法、阳极氧化等，然而对于医用锌合金表面改性的相关研究较少。
6.专利cn113289071a公开了一种可植入的锌基合金表面结构及其制备方法和应用，包括在锌合金表面负载钙磷盐层方法，通过水热方式使钙磷前体液与待处理的锌合金表面接触，形成晶体钙磷盐涂层。存在的问题在于制备得到的钙磷盐涂层厚度不均匀，某一区域的涂层太薄，导致早期失效，并且结合力不佳，损害整个涂层的生物相容性。
7.专利cn1470672a公开了一种含磷酸锌的表面调整剂、磷酸盐化学转化处理钢板、涂装钢板及磷酸锌分散液，包括通过浸渍在含磷酸锌的表面调整剂中等方法在锌合金表面析出磷酸盐膜层。存在的问题在于含磷酸锌的表面调整剂的成分较为复杂，最优ph在7-10，
过碱性的条件下锌离子达到饱和状态，易以氢氧化锌的形式形成沉淀析出，不能保证析出的磷酸盐膜层的成分，并且含有的氢氧化锌生物相容性较差。


技术实现要素：

8.本发明针对现有技术中植入式锌合金表面结构与人体组织相容性差，或涂层易脱落、不均匀、存在毒性的问题，提供一种可降解生物医用锌基合金表面，该表面结构能较快被人体组织降解吸收，有利于细胞成长，且结构稳定。
9.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
10.一种可降解生物医用锌基合金表面，包括基体、基体表面的多孔层和多孔层表面负载的含ca-p/聚乳酸复合层；所述基体为锌或锌合金。
11.本发明在基体表面形成具有较高的结构稳定性多孔层，多孔层给对生长细胞亲和性高的涂层提供了有利条件，增大了接触面积有助于均匀腐蚀，多孔结构提高了表明亲水性有利于细胞贴附。同时多孔层与含ca-p/聚乳酸复合层具有较高的结合力，避免金属基体与含ca-p/聚乳酸复合层直接接触降低结合力，提高结构稳定性。含ca-p/聚乳酸复合层在制备过程中渗入孔洞内，与多孔层相连，表面均匀的被含ca-p/聚乳酸复合层包裹覆盖，在提升结合力的情况下同时提高了生物相容性。其中含ca-p/聚乳酸复合层层对细胞友好的特点，与多孔层和基体相结合能够很好的被人体组织降解吸收。最终使得该表面结构能较快被人体组织降解吸收，有利于细胞成长，且结构稳定。
12.在一些实施方式中，所述锌合金为包括锌与锰、铜、锂、镁、钙、铁、锶等中任一种或多种金属的合金；所述锌合金中zn含量为：50wt％≤zn＜100wt％。
13.在一些实施方式中，所述多孔层厚度h1为：0＜h1≤200μm；所述含ca-p/聚乳酸复合层厚度h2为：0＜h2≤100μm。
14.在一些实施方式中，所述多孔层厚度h1为：0＜h1≤100μm；所述含ca-p/聚乳酸复合层厚度h2为：0＜h2≤100μm。
15.优选地，在一些实施方式中，所述多孔层厚度h1为：0＜h1≤50μm；所述含ca-p/聚乳酸复合层厚度h2为：0＜h2≤60μm。多孔氧化层厚度适中，能够与基体有较好的结合力，表面的孔洞大小均匀且光滑平整。含有ca-p的聚乳酸溶胶流入氧化层的孔洞中，并在氧化层表面形成一层薄膜。溶剂挥发后形成合适厚度的含ca-p/聚乳酸薄膜，与体液接触后，聚乳酸降解为h2o和co2，ca-p降解下来的ca、p伴随人体新陈代谢，用于新骨的生长。
16.进一步优选地，在一些实施方式中，所述多孔层厚度h1为：0＜h1≤40μm；所述含ca-p/聚乳酸复合层厚度h2为：0＜h2≤50μm。
17.在一些实施方式中，所述含ca-p/聚乳酸复合层中ca-p含量为10wt％≤ca-p≤50wt％，聚乳酸含量为50wt％≤pla≤90wt％。即在一些实施方式中，所述含ca-p/聚乳酸复合层中聚乳酸与ca-p质量比1-9：1。聚乳酸与ca-p的比例合适，使得制备形成的涂层表面许多纳米颗粒不易聚集，膜层均匀，薄弱区域不易被破坏，复合涂层的机械性能优异。且在聚乳酸与ca-p的合适比例下，涂层在降解过程中不会产生大量的酸性降解产物生成，导致组织愈合且生物活性较低，不利于骨组织的长入。
18.在一些实施方式中，所述含ca-p/聚乳酸复合层中ca-p含量为20wt％≤ca-p≤40wt％，聚乳酸含量为60wt％≤pla≤80wt％。在含ca-p/聚乳酸层中，合适比例的ca-p、聚
乳酸含量使得含ca-p/聚乳酸层具有较高的比表面积，对细胞具有较高的亲和性，提供了平衡的力学和生物学性能。
19.在一些实施方式中，所述含ca-p/聚乳酸复合层中ca-p含量为30wt％≤ca-p≤35wt％，聚乳酸含量为65wt％≤pla≤70wt％。进一步地，述含ca-p/聚乳酸复合层中ca-p含量为30wt％，聚乳酸含量为70wt％。该范围下得到的合金表面力学性能和生物相容性等综合性能最佳。
20.所述含ca-p/聚乳酸复合层的制备方法包括步骤：将含多孔层的基体置于含ca-p的聚乳酸溶胶溶液中浸渍、提拉、干燥，再重复浸渍、提拉、干燥1-10次，在多孔层表面负载含ca-p/聚乳酸复合层。
21.在一些实施方式中，浸渍时间为1-10min；提拉速度为1-5um/s；干燥时间为10-50min，各步骤在室温下进行即可。
22.本发明还提供所述的可降解生物医用锌基合金表面的制备方法，该锌基合金表面结构的制备方法操作简单易行，无需特殊设备。包括步骤：
23.步骤1，将锌或锌合金基体表面进行氧化处理，在基体表面得到多孔层；
24.步骤2，将含多孔层的基体置于含ca-p的聚乳酸溶胶溶液中浸渍、提拉、干燥，再重复浸渍、提拉、干燥1-10次，得到所述可降解生物医用锌基合金表面。
25.在一些实施方式中，所述氧化处理包括微弧氧化处理，处理参数为：反应电压400v-500v，反应时间为5-25min。适合的反应电压和反应时间能够获得较为平整的表面形貌和较好性能的多孔氧化层。
26.在一些实施方式中，所述浸渍、提拉、干燥均在常温下进行，浸渍时间为1-10min；提拉速度为1-5μm/s；干燥时间为10-50min。合适的浸渍时间能够使ca-p的聚乳酸溶胶充分渗入多孔氧化层中，提高ca-p/聚乳酸复合层与基底的结合力。合适的提拉速度能够获得较为平整的表面形貌的ca-p的聚乳酸层。
27.所述含ca-p的聚乳酸溶胶溶液中ca-p为纳米羟基磷灰石、磷酸钙、生物玻璃等中一种或多种。
28.在一些实施方式中，所述含ca-p的聚乳酸溶胶溶解在溶剂中，再将基体浸渍，溶剂包括二氯甲烷、三氯甲烷、氯仿中任一种或多种。
29.所述可降解生物医用锌基合金表面负载的ca-p/聚乳酸复合层出现剥落所加的载荷力不低于10n。如不低于13n、不低于15n、不低于16n、不低于17n、不低于18n等。
30.本发明的所述的可降解生物医用锌基合金表面能够很快被人体组织降解吸收，与成骨细胞结合，有利于细胞的成长，加快了骨头愈合。能够应用于植入式生物器件中，特别是如固定骨骼愈合的生物器件中，具有可调节的降解速率，在医用合金体系内表现出良好的可降解性，分解的ca、p还能伴随人体新陈代谢，促进新骨的生长。
31.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
32.(1)本发明提供的可植入锌基合金表面结构，多孔氧化锌层与基体和含ca-p/聚乳酸层紧密结合，具有较高的结构稳定性，多孔氧化锌层和复合层均具有细胞友好性能，提高了细胞在锌合金表面的增殖率，能够用于骨植入，具有可调节的降解速率，在医用合金体系内表现出良好的可降解性。
33.(2)本发明提供的可植入锌基合金表面结构的制备方法，方法简单方便，无需任何
复杂设备辅助，可用于骨科类植入式生物器件，具有可调节的降解速率，在医用合金体系内表现出良好的可降解性。
34.(3)具本发明提供的可植入锌基合金表面结构的制备方法，有通过调整聚乳酸和ca-p的比例和浸渍提拉次数从而调节复合层厚度，从而实现调节降解速率的效果，该表面在医用合金体系内表现出良好的可降解性。
附图说明
35.图1为实施例1制备的锌基合金表面结构形貌图，(a)为多孔层表面，(b)为多孔层的截面图；(c)为聚乳酸层表面，(d)为聚乳酸层的截面图；(e)为纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合层(9:1)表面，(f)为纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合层(9:1)的截面图；(g)为纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合层(7:3)表面，(h)为纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合层(7:3)的截面图；(i)为纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合层(5:5)，(j)为纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合层(5:5)的截面图。
36.图2为实施1制备的锌基合金表面划痕实验的涂层结合强度图片，(a)为聚乳酸层的划痕图；(b)为纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合层(9:1)的划痕图；(c)为纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合层(7:3)的划痕图；(d)为纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合层(5:5)的划痕图。
37.图3为实施例1制备的锌基合金表面l-929细胞毒性实验的细胞形态图片和mc3t3-e1细胞贴附实验的细胞形态图片，(a)为l-929细胞对照组的形貌图，(b)为l-929细胞在纯锌100％浓度的浸提培养液中生长3天的形貌图，(c)为l-929细胞在聚乳酸100％浓度的浸提培养液中生长3天的形貌图，(d)为l-929细胞在纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合层100％浓度的浸提培养液生长3天的形貌图；(e-1，e-2)为mc3t3-e1细胞对照组的形貌图，(f-1，f-2)为mc3t3-e1细胞在纯锌表面贴附1天的形貌图，(g-1，g-2)为mc3t3-e1细胞在聚乳酸层表面贴附1天的形貌图，(h-1，h-2)为mc3t3-e1细胞在纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合层(7:3)表面贴附1天的形貌图；
38.图4为实施例1制备的锌基合金表面细胞毒性实验的细胞活性图，其中，(a1)为l-929细胞在不同聚乳酸纳米羟基磷灰石比例，纯锌100％，50％，25％浓度的浸提培养液中生长1天的增值率，(a2)为l929细胞在不同聚乳酸纳米羟基磷灰石比例，纯锌100％，50％，25％浓度的浸提培养液中生长3天的增值率；(b1)为mc3t3-e1细胞在不同聚乳酸纳米羟基磷灰石比例，纯锌100％，50％，25％浓度的浸提培养液中生长1天的增值率，(b2)为mc3t3-e1细胞在不同聚乳酸纳米羟基磷灰石比例，纯锌100％，50％，25％浓度的浸提培养液中生长3天的增值率。
39.图5为实施例2制备的锌基合金表面结构形貌图，(a)浸渍第一种溶胶5次截面图，(b)浸渍第一种溶胶6次截面图；(c)浸渍第一种溶胶7次截面图，(d)浸渍第二种溶胶4次截面图；(e)浸渍第二种溶胶5次截面图，(f)浸渍第二种溶胶6次截面图；(g)浸渍第三种溶胶3次截面图，(h)浸渍第四种溶胶2次截面图。
具体实施方式
40.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限
定本发明。本领域技术人员在理解本发明的技术方案基础上进行修改或等同替换，而未脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围内。
41.以下具体实施方式中所采用的原料均购于市场，ca-p采用纳米羟基磷灰石，购于上海麦克林生化科技股份有限公司，其粒径大小为20nm。l-929和mc3t3-e1细胞来源于中科院分子细胞科学卓越创新中心。
42.实施例1
43.步骤1，以纯锌作为基体，连接导线后微弧氧化，微弧氧化电压为450v，微弧氧化15分钟，获得表面多孔层,多孔层厚度为18um
±
2；
44.步骤2，将含多孔层的基体分别放入含不同比例的纳米羟基磷灰石和聚乳酸的溶胶中，纳米羟基磷灰石和聚乳酸溶于25ml二氯甲烷中配制成溶胶溶液，基体在溶液中浸渍时长2分钟，提拉速度2um/s，室温干燥30分钟，得到复合层厚度分别为46um
±
3，46um
±
4，47um
±
2，56um
±
7的四种可植入的锌基合金表面。
45.其中四种溶胶中聚乳酸和纳米羟基磷灰石的用量具体为：
46.第一种溶胶中聚乳酸的含量为3.25g；
47.第二种溶胶中聚乳酸的含量为3.25g、纳米羟基磷灰石的含量为0.36g；
48.第三种溶胶中聚乳酸的含量为3.25g、纳米羟基磷灰石的含量为1.39g；
49.第四种溶胶中聚乳酸的含量为3.25g、纳米羟基磷灰石的含量为3.25g。
50.性能表征和测试
51.1、表面微观形貌
52.将实施例1制得的四种可植入的锌基合金进行表面微观形貌观察，结果如如图1所示。其中图1(a)为步骤1处理后基体表面多孔层表面形貌，孔洞均匀，表面粗糙度小；图1(b)为多孔层的截面图，可以从截面中看到多孔氧化层与基底结合较好。
53.图1中(c)(d)为浸渍第一种溶胶后的基体表面形貌，图1中(c)为聚乳酸层表面，光滑平整，图1(d)为聚乳酸层的截面图，可以从截面中看出明显的界限，最上层聚乳酸层，中间的多孔层孔洞被聚乳酸填充，进一步提高了复合层与基体的结合强度。
54.图1中(e)(f)为浸渍第二种溶胶后的基体表面形貌，图1中(e)为多孔氧化层和纳米羟基磷灰石/聚乳酸层(9:1)表面，白色颗粒为羟基磷灰石，均匀分布在聚乳酸层中，图1(f)为纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合层(9:1)的截面图，可以从截面中看出明显的界限，最上层含纳米羟基磷灰石/聚乳酸层(9:1)，厚度均匀。
55.图1中(g)(h)为浸渍第三种溶胶后的基体表面形貌，图1中(g)为多孔氧化层和纳米羟基磷灰石/聚乳酸(7:3)复合层，纳米羟基磷灰石含量增多且均匀分布在聚乳酸层中，图1中(h)为纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合层(7:3)的截面图，可以从截面中看出明显的界限，最上层含纳米羟基磷灰石/聚乳酸(7:3)复合层，厚度均匀；
56.图1中(i)(j)为浸渍第四种溶胶后的基体表面形貌，图1中(i)为多孔氧化层和纳米羟基磷灰石/聚乳酸(5:5)复合层，ca-p在聚乳酸涂层大量团聚且分布不均匀，图1中(j)为纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合层(5:5)的截面图，可以从截面(j)看出纳米羟基磷灰石/聚乳酸(5:5)复合层厚度不均匀。
57.2、表面结合强度
58.对本实施例纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合层的结合强度进行测试，具体地：将上述
制备的高生物相容性的锌合金表面结构置于万能夹具中，使其固定。选用半径为0.2mm的洛氏压头，用显微镜试样呈像，再次调节载物台水平位移，进行选点，根据划痕长度对选点位置进行扫描，确保没有影响测试结果的瑕疵后，选择相应的实验参数，具体为初始载荷1n，最终载荷25n，划痕距离3mm，划痕速度1.5mm/min，测试完成后，其将被自动移至显微镜下，随后进行光学分析，结果如图2所示。
59.其中图2(a)为聚乳酸层的划痕图；(b)为纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合层(9:1)的划痕图；(c)纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合层(7:3)的划痕图；(d)纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合层(5:5)的划痕图。
60.图2(a)与2(c)，如图2(b)与2(c)，如图2(c)与2(d)，分别比较所示，纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合层(7：3)的涂层结合力没有出现明显恶化，如图2(c)所示，纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合层(7:3)在载荷16.17n下露出基底，与聚乳酸层和纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合层(9:1)相比，差异并不明显。纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合层(5:5)在载荷13.48n下露出基底，涂层结合力出现明显恶化。
61.3、表面生物相容性
62.本实施例对生物相容性进行测试，具体地：
63.按照iso 10993-5:2009标准制备浸提液，浸提介质为细胞培养液(含10％血清的不完全dmem培养基(含双抗))。浸提比例为样品表面积与浸提液体积的比例，为2：3。浸提条件是在37℃，5％co2恒温培养箱中浸提72小时。
64.浸提液的制备方法：将一种高生物相容性的锌合金表面结构先用去离子水超声清洗，烘干后移入生物安全柜中，在75％酒精中浸泡消毒30分钟。灭菌之后，将样品放入离心管中，加入定量的细胞培养液，将离心管口密封，移入37℃，5％co2恒温箱中放置72小时。提取1ml，0.5ml，0.25ml的浸提液制备浓度100％，50％，25％的浸提培养液。
65.将l-929细胞和mc3t3-e1细胞(中国科学院典型培养物保藏委员会细胞库)复苏、传代后，用0.5％胰蛋白酶使细胞从培养瓶中脱落，用dmem细胞培养液将脱落的细胞配制成104个/ml的细胞悬液。取96孔培养板，每孔加入100μl的细胞悬浮液，置于5％co2恒温培养箱内培养24小时(37
±
2℃)。待细胞贴壁之后，吸除原培养液，每孔加入100μl浸提液。在5％co2恒温培养箱培养72小时。待细胞繁殖后，吸除原培养液，每孔加入40ul4％多聚甲醛在5％co2恒温培养箱培养30分钟。待细胞固定之后，吸出4％多聚甲醛，每孔加入30ulfitc置于室温中60分钟。待细胞骨架染绿之后，吸除fitc，每孔加入20uldapi置于室温中40分钟。待细胞核染成绿色之后，使用倒置荧光显微镜获取细胞形态，如图3所示。
66.其中图3(a)为l-929细胞对照组的形貌图，(b)为l-929细胞在纯锌100％浓度的浸提培养液中生长3天的形貌图，(c)为l-929细胞在聚乳酸100％浓度的浸提培养液中生长3天的形貌图，(d)为l-929细胞在纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合层100％浓度的浸提培养液生长3天的形貌图；
67.如图3(a)与3(d)，如图3(b)与3(d)，如图3(c)与3(d)，分别比较所示，l-929细胞在纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合层(7:3)100％浓度，要明显优于其他样品100％浓度的浸提培养液中的细胞，如图3(a)，3(d)所示，在纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合层(7:3)100％浓度，浸提培养液中l-929细胞形貌呈现为健康伸展的梭形汇聚生长，纯锌浸提培养液中的l-929细胞大部分由于限制，形态为受抑制的圆形；
68.其中图3(e-1，e-2)为mc3t3-e1细胞对照组的形貌图，(f-1，f-2)为mc3t3-e1细胞在纯锌表面贴附1天的形貌图，(g-1，g-2)为mc3t3-e1细胞在聚乳酸层表面贴附1天的形貌图，(h-1，h-2)为mc3t3-e1细胞在纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合层(7:3)表面贴附1天的形貌图；
69.如图3(e-1，e-2)与3(h-1，h-2)，如图3(f-1，f-2)与3(h-1，h-2)，如图3(g-1，g-2)与3(h-1，h-2)，分别比较所示，mc3t3-e1细胞在纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合层(7:3)的贴附数量要明显优于其他样品表面的细胞，如图3(h-1，h-2)所示，在纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合层(7:3)表面贴附的mc3t3-e1细胞形貌呈现为健康伸展的梭形，多角汇聚生长，纯锌表面的mc3t3-e1细胞大部分由于限制，形态为受抑制的圆形。
70.l-929和mc3t3-e1细胞增值率结果如图4所示。其中(a1)为l-929细胞在不同聚乳酸纳米羟基磷灰石比例，纯锌100％，50％，25％浓度的浸提培养液中生长1天的增值率，(a2)为l929细胞在不同聚乳酸纳米羟基磷灰石比例，纯锌100％，50％，25％浓度的浸提培养液中生长3天的增值率；(b1)为mc3t3-e1细胞在不同聚乳酸纳米羟基磷灰石比例，纯锌100％，50％，25％浓度的浸提培养液中生长1天的增值率，(b2)为mc3t3-e1细胞在不同聚乳酸纳米羟基磷灰石比例，纯锌100％，50％，25％浓度的浸提培养液中生长3天的增值率。
71.l-929细胞增值率结果表明，如图4(a1)，(a2)所示，在1，3天的细胞培养下，l-929细胞在纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合层(7:3)浸提培养液中的增值率明显高于细胞在纯锌和聚乳酸层浸提培养液中的增值率，100％，50％浓度的浸提培养液在1，3天尤其明显，并且第三天的增值率与第一天相比有所提升。l-929细胞在纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合层(7:3)浸提培养液25％浓度的增值率也要高于纯锌一组的细胞。
72.mc3t3-e1细胞增值率结果表明，如图4(b1)，(b2)所示，在1，3天的细胞培养下，mc3t3-e1细胞在纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合层(7:3)浸提培养液中的增值率在三种不同浓度下均高于细胞在纯锌和聚乳酸浸提培养液中的增值率，100％和50％浓度的浸提培养液分别在1、3天尤其明显。说明高生物相容性的锌合金表面结构具有优异的细胞相容性。
73.实施例2
74.按照实施例1的工艺，改变多孔层的基体在含不同比例的纳米羟基磷灰石和聚乳酸的溶胶中的提拉次数，获可植入的不同厚度锌基合金表面结构，如图5所示，图5中(a)(b)(c)为浸渍第一种溶胶后的基体截面形貌，图5中(a)(b)(c)分别为提拉5、6、7次的聚乳酸层的截面图，其厚度分别为37um
±
3、42um
±
2、46um
±
3，可以从截面中看出明显的界限，最上层含聚乳酸层，随着提拉次数的增加，聚乳酸层的厚度也相应增厚且厚度均匀。
75.图5中(d)(e)(f)为浸渍第二种溶胶后的基体截面形貌，图5中(d)(e)(f)分别为提拉4、5、6次的聚乳酸层的截面图，其厚度分别为37um
±
1、40um
±
2、46um
±
4，可以从截面中看出明显的界限，最上层含纳米羟基磷灰石/聚乳酸层(9:1)，随着提拉次数的增加，纳米羟基磷灰石/聚乳酸层(9:1)的厚度也相应增厚且厚度均匀。
76.图5中(g)(h)分别为浸渍第三种、第四种溶胶后的基体截面形貌，图5中(g)(h)分别为提拉3、2次的纳米羟基磷灰石/聚乳酸层(7:3)和纳米羟基磷灰石/聚乳酸层(5:5)的截面图，其厚度分别为47um
±
3、56um
±
7，可以从截面中看出明显的界限，最上层分别含纳米羟基磷灰石/聚乳酸层(7:3)与纳米羟基磷灰石/聚乳酸层(5:5)。纳米羟基磷灰石/聚乳酸层(7:3)，厚度均匀，纳米羟基磷灰石/聚乳酸层(5:5)中ca-p在聚乳酸涂层大量团聚且分布
不均匀，厚度起伏大。

技术特征：
1.一种可降解生物医用锌基合金表面，其特征在于，包括基体、基体表面的多孔层和多孔层表面负载的含ca-p/聚乳酸复合层；所述基体为锌或锌合金。2.根据权利要求1所述的可降解生物医用锌基合金表面，其特征在于，所述锌合金为包括锌与锰、铜、锂、镁、钙、铁、锶中任一种或多种金属的合金；所述锌合金中zn含量为：50wt％≤zn＜100wt％。3.根据权利要求1所述的可降解生物医用锌基合金表面，其特征在于，所述多孔层厚度h1为：0＜h1≤200μm；所述含ca-p/聚乳酸复合层厚度h2为：0＜h2≤100μm。4.根据权利要求1所述的可降解生物医用锌基合金表面，其特征在于，所述含ca-p/聚乳酸复合层中ca-p含量为10wt％≤ca-p≤50wt％，聚乳酸含量为50wt％≤pla≤90wt％。5.根据权利要求1所述的可降解生物医用锌基合金表面，其特征在于，所述ca-p/聚乳酸复合层出现剥落所加的载荷力不低于10n。6.根据权利要求1所述的可降解生物医用锌基合金表面，其特征在于，所述含ca-p/聚乳酸复合层的制备方法包括步骤：将含多孔层的基体置于含ca-p的聚乳酸溶胶溶液中浸渍、提拉、干燥，再重复浸渍、提拉、干燥1-10次，在多孔层表面负载含ca-p/聚乳酸复合层。7.根据权利要求6所述的可降解生物医用锌基合金表面，其特征在于，浸渍时间为1-10min；提拉速度为1-5um/s；干燥时间为10-50min，室温下进行。8.根据权利要求1-7所述的可降解生物医用锌基合金表面的制备方法，其特征在于，包括步骤：步骤1，将锌或锌合金基体表面进行氧化处理，在基体表面得到多孔层；步骤2，将含多孔层的基体置于含ca-p的聚乳酸溶胶溶液中浸渍、提拉、干燥，再重复浸渍、提拉、干燥1-10次，得到所述可降解生物医用锌基合金表面。9.根据权利要求8所述的可降解生物医用锌基合金表面的制备方法，其特征在于，所述氧化处理包括微弧氧化处理，处理参数为：反应电压400v-500v，反应时间为5-25min。10.一种包括权利要求1-7任一项所述的可降解生物医用锌基合金表面的植入式器件。

技术总结
本发明涉及医疗材料表面处理技术领域，公开一种可降解生物医用锌基合金表面及其制备方法和应用。合金表面包括基体、基体表面的多孔层和多孔层表面负载的含Ca-P/聚乳酸复合层；所述基体为锌或锌合金。制备方法是将含多孔层的基体置于含Ca-P的聚乳酸溶胶溶液中浸渍、提拉、干燥制得。该锌基合金表面结构弥补了单一涂层的不足，使得锌合金具有较高的生物相容性，可被人体组织降解吸收，对利于细胞成长，加快了骨头愈合。加快了骨头愈合。加快了骨头愈合。


技术研发人员：杨丽景 宋振纶 陈权昕 郑必长 姜建军
受保护的技术使用者：中国科学院宁波材料技术与工程研究所
技术研发日：2023.04.25
技术公布日：2023/8/6