CN111870736B - 一种镁合金表面光热抗骨肿瘤涂层的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种镁合金表面光热抗骨肿瘤涂层的制备方法,其通过羟基磷灰石微米颗粒的硒掺杂、β‑TCP纳米纤维的合成及黑磷纳米片在β‑TCP纳米纤维的负载、硒掺杂羟基磷灰石颗粒和黑磷纳米片@β‑TCP纳米纤维表面Ca2+的选择吸附、硒掺杂羟基磷灰石和黑磷纳米片@β‑TCP纳米纤维梯度电泳共沉积,从而形成硒掺杂羟基磷灰石内嵌体积分数梯度变化的黑磷纳米片@β‑TCP纳米纤维涂层。因为黑磷纳米片具有优良光热性能和硒掺杂羟基磷灰石对骨肿瘤细胞抑制作用,因此具有良好的骨肿瘤治疗功能。此外,由于β‑TCP纳米纤维降解形成孔洞体积分数梯度变化的硒掺杂羟基磷灰石涂层,具有优良成骨性能。
Description
技术领域
本发明涉及骨植入医用材料领域,特别是一种镁合金表面硒掺杂羟基磷灰石@纳米纤维光热抗骨肿瘤涂层的制备方法。
背景技术
骨肿瘤严重危害人体健康,骨肿瘤的主流治疗法是手术切除结合放/化疗的方式,但是手术切除无法完全有效清除微小病灶和残余骨肿瘤细胞,而且会造成骨缺损,同时放/化疗具有严重的毒副作用,仍然存在复发和转移的风险。光热疗法是将具有优良光热转换性能的材料放置在肿瘤病灶处,通过近红外光源的照射将光能转化为热能以达到杀灭肿瘤细胞的治疗效果。光热疗法作为非侵入式肿瘤治疗方法,可实现靶向杀灭肿瘤细胞,显著地减少对正常组织的损伤。
至今,已研发的骨植入材料和骨肿瘤治疗材料分别局限于手术替代修复功能和骨肿瘤治疗功能,难以实现骨肿瘤手术修复及骨肿瘤治疗的双功能一体化作用,制约了骨肿瘤的治疗效果。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供了一种镁合金表面光热抗骨肿瘤涂层的制备方法,该制备方法制备的镁合金硒掺杂羟基磷灰石@纳米纤维光热抗骨肿瘤涂层特征在于:黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维在镁合金表面形成的硒掺杂羟基磷灰石涂层呈现体积分数梯度分布,由于β-TCP纳米纤维降解速度远大于硒掺杂羟基磷灰石,在骨组织形成过程中,硒掺杂羟基磷灰石内嵌黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维由于β-TCP纳米纤维的降解形成孔洞体积分数梯度变化的硒掺杂羟基磷灰石涂层。其中,黑磷纳米片具有优良的光热性能,对骨肿瘤有较强的杀灭作用,结合硒掺杂羟基磷灰石对骨肿瘤细胞的显著抑制作用,因而该涂层具有良好的骨肿瘤治疗功能,此外,由于该涂层的组成和在骨组织形成过程中的降解结构特点,该涂层具有优良的成骨性能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种镁合金表面光热抗骨肿瘤涂层的制备方法,包含如下制备步骤:
步骤一、羟基磷灰石微米颗粒的硒掺杂;
步骤二、β-TCP纳米纤维的合成及黑磷纳米片在β-TCP纳米纤维的负载;
步骤三、硒掺杂羟基磷灰石和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维表面Ca2+的选择吸附;
步骤四、硒掺杂羟基磷灰石和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维在镁合金表面梯度电泳共沉积。
优选的,所述步骤一具体操作为:
a1. 硒掺杂处理液配制:将苯基硒酸钾、氢氧化钠、三丁基甲基氯化铵加入去离子水中,形成苯基硒酸钾浓度为0.1-120mmol/L、氢氧化钠浓度为80-350mmol/L和三丁基甲基氯化铵浓度为5-40mmol/L的硒掺杂处理液。
a2. 调制液配制:将尿素加入去离子水中,形成尿素浓度为0.5-38mmol/L的调制液。
a3. 羟基磷灰石微米颗粒的硒掺杂:将120-450g羟基磷灰石微米颗粒加入到1L所述硒掺杂处理液中,以磁力搅拌器搅拌30分钟,然后加入40-180mL的所述调制液,在20-40℃下反应4-18小时,然后过滤悬浊液固相物,在20-40℃干燥8-20小时,制得硒掺杂羟基磷灰石微米颗粒。
优选的,所述步骤二具体操作为:
b1. β-TCP纳米纤维的合成:将60%磷酸、乙酸钙、氟化钙和四氢吡咯加入去离子水中形成60%磷酸、乙酸钙、氟化钙和四氢吡咯浓度分别为9.6-336mL/L、155-390g/L、20-270g/L和60-340 mL/L的合成处理液,将配制好的合成处理液倒入反应釜中,在100-160℃下反应2-5小时,然后过滤悬浊液固相物,室温干燥3-7小时,制得β-TCP纳米纤维;
b2. 黑磷纳米片在β-TCP纳米纤维的负载:将黑磷纳米片、β-TCP纳米纤维加入去离子水中形成黑磷纳米片、β-TCP纳米纤维浓度分别为120-340mg/L和170-410g/L的处理液,搅拌30分钟形成均匀的分散体系,加入十六烷基磺基甜菜碱使其浓度达到2-30g/L,使该体系保持16-24小时,收集下层的沉淀,得到体系中的固相物,并用无水乙酸清洗,15-40℃干燥6-15小时,完成黑磷纳米片在β-TCP纳米纤维的负载,获得黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维。
优选的,所述步骤三具体操作为:
将磷酸二氢钙、葡萄糖酸钙、硒掺杂羟基磷灰石颗粒和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维加入去离子水中形成磷酸二氢钙、葡萄糖酸钙、硒掺杂羟基磷灰石颗粒和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维浓度分别为15-60g/L、5-18g/L、350-480g/L和15-46g/L的吸附液,静置1-3小时,然后过滤吸附固相物,该固相物即为表面均吸附了Ca2+的硒掺杂羟基磷灰石和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维的混合物,该混合物中硒掺杂羟基磷灰石和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维的质量比为8-32:1。
优选的,所述步骤四具体操作为:
将所述步骤三制备的混合物加入到N,N-二甲基甲酰胺有机溶剂中,使其浓度为170-380g/L,并加入碳酸氢铵,使碳酸氢铵浓度为10-42g/L,以磁力搅拌器搅拌30分钟;将镁合金作为阴极,不锈钢为阳极,电沉积温度为20-40℃,以5-20V为初始电泳沉积电压值,每沉积0.2-1分钟,电泳沉积电压增加0.5-2V,最终电泳沉积电压为40-55V时完成硒掺杂羟基磷灰石和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维电泳共沉积步骤,从而在镁合金表面获得镁合金硒掺杂羟基磷灰石@纳米纤维光热抗骨肿瘤涂层。
本发明的积极效果:根据本发明方法制备镁合金硒掺杂羟基磷灰石@纳米纤维光热抗骨肿瘤涂层的结构特征具有如下特点:黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维在镁合金表面形成的硒掺杂羟基磷灰石涂层呈现体积分数梯度分布;由于β-TCP纳米纤维降解速度远大于硒掺杂羟基磷灰石,在骨组织形成过程中,硒掺杂羟基磷灰石内嵌黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维结构由于β-TCP纳米纤维的降解形成孔洞体积分数梯度变化的硒掺杂羟基磷灰石涂层,其中,黑磷纳米片具有优良的光热性能,对骨肿瘤有较强的杀灭作用,同时结合硒掺杂羟基磷灰石对骨肿瘤细胞的显著抑制作用,因而该涂层具有良好的骨肿瘤治疗功能。此外,由于该涂层的组成和在骨组织形成过程中的降解结构特点,该涂层具有优良的成骨性能。
附图说明
图1是本发明所述光热抗骨肿瘤涂层的制备流程图;
图2是本发明所述对比例1、对比例2和实施例1种植的MG63人骨肉瘤细胞受近红外光(波长为808nm,功率为0.8W/cm2)照射的死亡率的对比图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
实施例1
参照图1,本发明优选实施例1提供一种镁合金表面光热抗骨肿瘤涂层的制备方法,按下列步骤顺序进行:
① 硒掺杂处理液配制:将苯基硒酸钾、氢氧化钠、三丁基甲基氯化铵加入去离子水中,形成苯基硒酸钾浓度为12mmol/L、氢氧化钠浓度为90mmol/L和三丁基甲基氯化铵浓度为15mmol/L的硒掺杂处理液。
② 调制液配制:将尿素加入去离子水中,形成尿素浓度为18mmol/L的调制液。
③ 羟基磷灰石微米颗粒的硒掺杂:将150g 羟基磷灰石微米颗粒加入1L上述硒掺杂处理液中,以磁力搅拌器搅拌30分钟,然后加入90mL上述调制液,在30℃下反应8小时,然后过滤悬浊液固相物,在30℃干燥15小时,制得硒掺杂羟基磷灰石微米颗粒。
④β-TCP纳米纤维的合成:分别将60%磷酸(质量分数为60%的磷酸)、乙酸钙、氟化钙和四氢吡咯加入去离子水中形成60%磷酸、乙酸钙、氟化钙和四氢吡咯浓度分别为96mL/L、170g/L、150g/L和120 mL/L的合成处理液;将配制好的合成处理液倒入反应釜中,在140℃下反应3小时,然后过滤悬浊液固相物,室温干燥4小时,制得β-TCP纳米纤维。
⑤ 黑磷纳米片在β-TCP纳米纤维的负载:将黑磷纳米片、β-TCP纳米纤维去离子水形成黑磷纳米片、β-TCP纳米纤维浓度分别为140mg/L和180g/L的处理液,搅拌30分钟形成均匀的分散体系,加入十六烷基磺基甜菜碱使其浓度达到15g/L,使该体系保持18小时,收集下层的沉淀,得到体系中的固相物,并用无水乙酸清洗,20℃干燥7小时,完成黑磷纳米片在β-TCP纳米纤维的负载,获得黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维。
⑥ 硒掺杂羟基磷灰石颗粒和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维表面Ca2+的选择吸附:将磷酸二氢钙、葡萄糖酸钙、硒掺杂羟基磷灰石颗粒和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维加入去离子水中形成磷酸二氢钙、葡萄糖酸钙、硒掺杂羟基磷灰石颗粒和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维的浓度分别为30g/L、7g/L、420g/L和20g/L的吸附液,静置2小时,然后过滤吸附固相物,该固相物既为表面吸附了Ca2+的硒掺杂羟基磷灰石和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维的混合物,该混合物中硒掺杂羟基磷灰石和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维的质量比为12:1。
⑦ 硒掺杂羟基磷灰石和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维在镁合金表面梯度电泳共沉积:将根据第⑥步所述制备的表面吸附了Ca2+的硒掺杂羟基磷灰石和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维的混合物加入到N,N-二甲基甲酰胺有机溶剂中,使其浓度为180g/L,并加入碳酸氢铵,使碳酸氢铵浓度为12g/L,以磁力搅拌器搅拌30分钟;将镁合金作为阴极,不锈钢为阳极,在电沉积温度为30℃,以15V为初始电泳沉积电压值,每沉积0.5分钟,电泳沉积电压增加1V,最终电泳沉积电压为45V时完成硒掺杂羟基磷灰石和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维电泳共沉积步骤,从而在镁合金表面获得硒掺杂羟基磷灰石内嵌体积分数梯度分布的黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维涂层。
下面给出对比例,以通过对比例与实施例1的对比,验证本发明的技术效果:
对比例1
本发明对比例1提供一种镁合金基硒掺杂羟基磷灰石涂层的制备方法,其制备过程为:
① 硒掺杂处理液配制:将苯基硒酸钾、氢氧化钠、三丁基甲基氯化铵加入去离子水中,形成苯基硒酸钾浓度为12mmol/L、氢氧化钠浓度为90mmol/L和三丁基甲基氯化铵浓度为15mmol/L的硒掺杂处理液。
② 调制液配制:将尿素加入去离子水中,形成尿素浓度为18mmol/L的调制液。
③ 羟基磷灰石微米颗粒的硒掺杂:将150g 羟基磷灰石微米颗粒加入1L按上述组份浓度配制的硒掺杂处理液中,以磁力搅拌器搅拌30分钟,然后加入90mL的调制液,在30℃下反应8小时,然后过滤悬浊液固相物,在30℃干燥15小时,制得硒掺杂羟基磷灰石微米颗粒。
④ 硒掺杂羟基磷灰石颗粒表面Ca2+的选择吸附:将磷酸二氢钙、葡萄糖酸钙、硒掺杂羟基磷灰石颗粒加入去离子水中形成磷酸二氢钙、葡萄糖酸钙、硒掺杂羟基磷灰石颗粒分别为30g/L、7g/L、420g/L的吸附液,并静置2小时,然后过滤吸附液固相物,该固相物既为表面吸附了Ca2+的硒掺杂羟基磷灰石颗粒。
⑤ 硒掺杂羟基磷灰石在镁合金表面电泳共沉积:将根据上述第④步制备的表面吸附了Ca2+的硒掺杂羟基磷灰石颗粒加入到N,N-二甲基甲酰胺有机溶剂中,使其浓度为180g/L,并加入碳酸氢铵,使碳酸氢铵浓度为12g/L,以磁力搅拌器搅拌30分钟;将镁合金作为阴极,不锈钢为阳极,在电沉积温度为30℃,以15V为初始电泳沉积电压值,每沉积0.5分钟,电泳沉积电压增加1V,最终电泳沉积电压为45V时完成电沉积过程,从而在镁合金表面获得镁合金基硒掺杂羟基磷灰石涂层。
对比例2
本发明对比例2提供一种镁合金基硒掺杂羟基磷灰石内嵌体积分数梯度分布的β-TCP纳米纤维涂层的制备方法,其制备过程为:
① 硒掺杂处理液配制:将苯基硒酸钾、氢氧化钠、三丁基甲基氯化铵加入去离子水中,形成苯基硒酸钾浓度为12mmol/L、氢氧化钠浓度为90mmol/L和三丁基甲基氯化铵浓度为15mmol/L的硒掺杂处理液。
② 调制液配制:将尿素加入去离子水中,形成尿素浓度为18mmol/L的调制液。
③ 羟基磷灰石微米颗粒的硒掺杂:将150g 羟基磷灰石微米颗粒加入1L按上述组份浓度配制的硒掺杂处理液中,以磁力搅拌器搅拌30分钟,然后加入90mL的调制液,在30℃下反应8小时,然后过滤悬浊液固相物,在30℃干燥15小时,制得硒掺杂羟基磷灰石微米颗粒。
④β-TCP纳米纤维的合成:将浓度为60%磷酸(质量分数为60%的磷酸)、乙酸钙、氟化钙和四氢吡咯加入去离子水中形成60%磷酸、乙酸钙、氟化钙和四氢吡咯分别为96mL/L、170g/L、150g/L和120 mL/L的合成处理液;将配制好的合成处理液倒入反应釜中,在140℃下反应3小时,然后过滤悬浊液固相物,室温干燥4小时,制得β-TCP纳米纤维。
⑤ 硒掺杂羟基磷灰石颗粒和β-TCP纳米纤维表面Ca2+的选择吸附:将浓度为分析纯的磷酸二氢钙、葡萄糖酸钙、硒掺杂羟基磷灰石颗粒和β-TCP纳米纤维加入去离子水中形成磷酸二氢钙、葡萄糖酸钙、硒掺杂羟基磷灰石颗粒和β-TCP纳米纤维分别为30g/L、7g/L、420g/L和20g/L的吸附液,并静置2小时,然后过滤吸附液固相物,该固相物既为表面吸附了Ca2+的硒掺杂羟基磷灰石和β-TCP纳米纤维的混合物。
⑥ 硒掺杂羟基磷灰石和β-TCP纳米纤维在镁合金表面梯度电泳共沉积:将根据第五步所述制备的表面吸附了Ca2+的硒掺杂羟基磷灰石和β-TCP纳米纤维的混合物加入到N,N-二甲基甲酰胺有机溶剂中,使其浓度为180g/L,并加入碳酸氢铵,使碳酸氢铵浓度为12g/L,以磁力搅拌器搅拌30分钟。将镁合金作为阴极,不锈钢为阳极,在电沉积温度为30℃,以15V为初始电泳沉积电压值,每沉积0.5分钟,电泳沉积电压增加1V,最终电泳沉积电压为45V时完成硒掺杂羟基磷灰石和β-TCP纳米纤维电泳共沉积步骤,从而在镁合金表面获得硒掺杂羟基磷灰石内嵌体积分数梯度分布的β-TCP纳米纤维涂层。
将人骨肉细胞MG63加入RPMI1640 培养液中培养,在对比例1、对比例2和实施例1上种MG63人骨肉瘤细胞,为研究比较光热治疗对MG63人骨肉瘤细胞死亡率的影响,将实施例1、对比例1及对比例2分如下三组:无光照、光照5分钟、光照10分钟,光照组采用近红外光(波长为808nm,功率为0.8W/cm2)。用MTT法检测光热治疗对MG63人骨肉瘤细胞死亡率的影响,实验结果如图2所示,近红外光照对对比例1和对比例2的人骨肉细胞MG63死亡率没有显著性影响,都低于5%。近红外光照对实施例1的人骨肉细胞MG63死亡率有决定性作用,在无光照条件下,实施例1的人骨肉细胞MG63死亡率低于4%,光照5分钟时,实施例1的人骨肉细胞MG63死亡率达到72%,光照10分钟时,实施例1的人骨肉细胞MG63死亡率达到96%,因此本发明具有良好的骨肿瘤光热治疗功能。
培养兔骨髓基质干细胞并将1×108/L的细胞浓度种植在对比例1,对比例2和实施例1表面,培养5天,研究结果表明,诱导后的成骨细胞在对比例1,对比例2和实施例1表面都有***增殖,而在对比例2和实施例1表面成骨分化能力更强,因此实施例1具有优良的成骨性能。实验结果表明,依据本发明制备的镁合金硒掺杂羟基磷灰石@纳米纤维光热抗骨肿瘤涂层具有良好的骨肿瘤治疗功能和优良的成骨性能。
为进一步的详细举例说明,现提供另外两个实施例。
实施例2
本发明优选实施例2提供一种镁合金表面光热抗骨肿瘤涂层的制备方法,按下列步骤顺序进行:
① 硒掺杂处理液配制:将苯基硒酸钾、氢氧化钠、三丁基甲基氯化铵加入去离子水中,形成苯基硒酸钾浓度为15mmol/L、氢氧化钠浓度为90mmol/L和三丁基甲基氯化铵浓度为20mmol/L的硒掺杂处理液。
② 调制液配制:将尿素加入去离子水中,形成尿素浓度为3mmol/L的调制液。
③ 羟基磷灰石微米颗粒的硒掺杂:将230g 羟基磷灰石微米颗粒加入1L上述硒掺杂处理液中,以磁力搅拌器搅拌30分钟,然后加入95mL上述调制液,在30℃下反应7小时,然后过滤悬浊液固相物,在30℃干燥10小时,制得硒掺杂羟基磷灰石微米颗粒。
④β-TCP纳米纤维的合成:分别将60%磷酸(质量分数为60%的磷酸)、乙酸钙、氟化钙和四氢吡咯加入去离子水中形成60%磷酸、乙酸钙、氟化钙和四氢吡咯浓度分别为150mL/L、270g/L、50g/L和220 mL/L的合成处理液;将配制好的合成处理液倒入反应釜中,在120℃下反应2.5小时,然后过滤悬浊液固相物,室温干燥5小时,制得β-TCP纳米纤维。
⑤ 黑磷纳米片在β-TCP纳米纤维的负载:将黑磷纳米片、β-TCP纳米纤维去离子水形成黑磷纳米片、β-TCP纳米纤维浓度分别为200mg/L和310g/L的处理液,搅拌30分钟形成均匀的分散体系,加入十六烷基磺基甜菜碱使其浓度达到6g/L,使该体系保持20小时,收集下层的沉淀,得到体系中的固相物,并用无水乙酸清洗,30℃干燥12小时,完成黑磷纳米片在β-TCP纳米纤维的负载,获得黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维。
⑥ 硒掺杂羟基磷灰石颗粒和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维表面Ca2+的选择吸附:将磷酸二氢钙、葡萄糖酸钙、硒掺杂羟基磷灰石颗粒和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维加入去离子水中形成磷酸二氢钙、葡萄糖酸钙、硒掺杂羟基磷灰石颗粒和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维的浓度分别为23g/L、16g/L、360g/L和40g/L的吸附液,静置2.5小时,然后过滤吸附固相物,该固相物既为表面吸附了Ca2+的硒掺杂羟基磷灰石和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维的混合物,该混合物中硒掺杂羟基磷灰石和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维的质量比为20:1。
⑦ 硒掺杂羟基磷灰石和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维在镁合金表面梯度电泳共沉积:将根据第⑥步所述制备的表面吸附了Ca2+的硒掺杂羟基磷灰石和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维的混合物加入到N,N-二甲基甲酰胺有机溶剂中,使其浓度为260g/L,并加入碳酸氢铵,使碳酸氢铵浓度为33g/L,以磁力搅拌器搅拌30分钟;将镁合金作为阴极,不锈钢为阳极,在电沉积温度为35℃,以10V为初始电泳沉积电压值,每沉积0.3分钟,电泳沉积电压增加1.5V,最终电泳沉积电压为50V时完成硒掺杂羟基磷灰石和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维电泳共沉积步骤,从而在镁合金表面获得硒掺杂羟基磷灰石内嵌体积分数梯度分布的黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维涂层。
实施例3
本发明优选实施例3提供一种镁合金表面光热抗骨肿瘤涂层的制备方法,按下列步骤顺序进行:
① 硒掺杂处理液配制:将苯基硒酸钾、氢氧化钠、三丁基甲基氯化铵加入去离子水中,形成苯基硒酸钾浓度为92mmol/L、氢氧化钠浓度为310mmol/L和三丁基甲基氯化铵浓度为36mmol/L的硒掺杂处理液。
② 调制液配制:将尿素加入去离子水中,形成尿素浓度为33mmol/L的调制液。
③ 羟基磷灰石微米颗粒的硒掺杂:将420g 羟基磷灰石微米颗粒加入1L上述硒掺杂处理液中,以磁力搅拌器搅拌30分钟,然后加入162mL上述调制液,在35℃下反应16小时,然后过滤悬浊液固相物,在36℃干燥17小时,制得硒掺杂羟基磷灰石微米颗粒。
④β-TCP纳米纤维的合成:分别将60%磷酸(质量分数为60%的磷酸)、乙酸钙、氟化钙和四氢吡咯加入去离子水中形成60%磷酸、乙酸钙、氟化钙和四氢吡咯浓度分别为305mL/L、362g/L、210g/L和325 mL/L的合成处理液;将配制好的合成处理液倒入反应釜中,在150℃下反应2小时,然后过滤悬浊液固相物,室温干燥6小时,制得β-TCP纳米纤维。
⑤ 黑磷纳米片在β-TCP纳米纤维的负载:将黑磷纳米片、β-TCP纳米纤维去离子水形成黑磷纳米片、β-TCP纳米纤维浓度分别为320mg/L和387g/L的处理液,搅拌30分钟形成均匀的分散体系,加入十六烷基磺基甜菜碱使其浓度达到27g/L,使该体系保持23小时,收集下层的沉淀,得到体系中的固相物,并用无水乙酸清洗,35℃干燥10小时,完成黑磷纳米片在β-TCP纳米纤维的负载,获得黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维。
⑥ 硒掺杂羟基磷灰石颗粒和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维表面Ca2+的选择吸附:将磷酸二氢钙、葡萄糖酸钙、硒掺杂羟基磷灰石颗粒和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维加入去离子水中形成磷酸二氢钙、葡萄糖酸钙、硒掺杂羟基磷灰石颗粒和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维的浓度分别为51g/L、7g/L、450g/L和35g/L的吸附液,静置3小时,然后过滤吸附固相物,该固相物既为表面吸附了Ca2+的硒掺杂羟基磷灰石和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维的混合物,该混合物中硒掺杂羟基磷灰石和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维的质量比为28:1。
⑦ 硒掺杂羟基磷灰石和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维在镁合金表面梯度电泳共沉积:将根据第⑥步所述制备的表面吸附了Ca2+的硒掺杂羟基磷灰石和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维的混合物加入到N,N-二甲基甲酰胺有机溶剂中,使其浓度为358g/L,并加入碳酸氢铵,使碳酸氢铵浓度为39g/L,以磁力搅拌器搅拌30分钟;将镁合金作为阴极,不锈钢为阳极,在电沉积温度为38℃,以18V为初始电泳沉积电压值,每沉积0.8分钟,电泳沉积电压增加1.2V,最终电泳沉积电压为52V时完成硒掺杂羟基磷灰石和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维电泳共沉积步骤,从而在镁合金表面获得硒掺杂羟基磷灰石内嵌体积分数梯度分布的黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维涂层。
以上所述的仅为本发明的优选实施例,所应理解的是,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的思想和原则之内所做的任何修改、等同替换等等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种镁合金表面光热抗骨肿瘤涂层的制备方法,其特征在于,包含如下制备步骤:
步骤一、羟基磷灰石微米颗粒的硒掺杂;
步骤二、β-TCP纳米纤维的合成及黑磷纳米片在β-TCP纳米纤维的负载;
步骤三、硒掺杂羟基磷灰石和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维表面Ca2+的选择吸附,具体步骤为:将磷酸二氢钙、葡萄糖酸钙、硒掺杂羟基磷灰石颗粒和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维加入去离子水中形成磷酸二氢钙、葡萄糖酸钙、硒掺杂羟基磷灰石颗粒和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维浓度分别为15-60g/L、5-18g/L、350-480g/L和15-46g/L的吸附液,静置1-3小时,然后过滤吸附固相物,该固相物即为表面均吸附了Ca2+的硒掺杂羟基磷灰石和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维的混合物,该混合物中硒掺杂羟基磷灰石和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维的质量比为8-32:1;
步骤四、硒掺杂羟基磷灰石和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维在镁合金表面梯度电泳共沉积,
具体步骤为:将所述步骤三制备的混合物加入到N,N-二甲基甲酰胺有机溶剂中,使其浓度为170-380g/L,并加入碳酸氢铵,使碳酸氢铵浓度为10-42g/L,以磁力搅拌器搅拌30分钟;将镁合金作为阴极,不锈钢为阳极,电沉积温度为20-40℃,以5-20V为初始电泳沉积电压值,每沉积0.2-1分钟,电泳沉积电压增加0.5-2V,最终电泳沉积电压为40-55V时完成硒掺杂羟基磷灰石和黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维电泳共沉积步骤,从而在镁合金表面获得一种镁合金表面新型光热抗骨肿瘤涂层。
2.根据权利要求1所述的一种镁合金表面光热抗骨肿瘤涂层的制备方法,其特征在于,所述步骤一具体操作为:
a1. 硒掺杂处理液配制:将苯基硒酸钾、氢氧化钠、三丁基甲基氯化铵加入去离子水中,形成苯基硒酸钾浓度为0.1-120mmol/L、氢氧化钠浓度为80-350mmol/L和三丁基甲基氯化铵浓度为5-40mmol/L的硒掺杂处理液;
a2. 调制液配制:将尿素加入去离子水中,形成尿素浓度为0.5-38mmol/L的调制液;
a3. 羟基磷灰石微米颗粒的硒掺杂:将120-450g羟基磷灰石微米颗粒加入到1L所述硒掺杂处理液中,以磁力搅拌器搅拌30分钟,然后加入40-180mL的所述调制液,在20-40℃下反应4-18小时,然后过滤悬浊液固相物,在20-40℃干燥8-20小时,制得硒掺杂羟基磷灰石微米颗粒。
3.根据权利要求1所述的一种镁合金表面光热抗骨肿瘤涂层的制备方法,其特征在于,所述步骤二具体操作为:
b1. β-TCP纳米纤维的合成:将质量分数为60%的磷酸、乙酸钙、氟化钙和四氢吡咯加入去离子水中形成质量分数为60%的磷酸、乙酸钙、氟化钙和四氢吡咯浓度分别为9.6-336mL/L、155-390g/L、20-270g/L和60-340 mL/L的合成处理液,将配制好的合成处理液倒入反应釜中,在100-160℃下反应2-5小时,然后过滤悬浊液固相物,室温干燥3-7小时,制得β-TCP纳米纤维;
b2. 黑磷纳米片在β-TCP纳米纤维的负载:将黑磷纳米片、β-TCP纳米纤维加入去离子水中形成黑磷纳米片、β-TCP纳米纤维浓度分别为120-340mg/L和170-410g/L的处理液,搅拌30分钟形成均匀的分散体系,加入十六烷基磺基甜菜碱使其浓度达到2-30g/L,使该体系保持16-24小时,收集下层的沉淀,得到体系中的固相物,并用无水乙酸清洗,15-40℃干燥6-15小时,完成黑磷纳米片在β-TCP纳米纤维的负载,获得黑磷纳米片@β-TCP纳米纤维。
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