一種制備具有抗菌抗癌性能的鈦金屬的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及骨整合手術(shù)用材的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地是一種制備具有抗菌抗癌性能 的鈦金屬的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] β-環(huán)糊精是一類由7個(gè)D-吡喃葡萄糖單元通過(guò)α-l，4糖苷鍵首尾相連形成的大環(huán) 化合物。其分子內(nèi)部為一個(gè)呈"V"字型的疏水性空穴，表現(xiàn)出獨(dú)特的分子識(shí)別能力。鈦金屬 作為一種骨整合手術(shù)中常用的材料，在臨床上廣泛使用。但是，面臨的一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題是相關(guān) 的細(xì)菌感染問(wèn)題，導(dǎo)致了大量移植手術(shù)的失敗。目前，已有一些關(guān)于提高鈦金屬抗菌能力的 報(bào)導(dǎo)，如利用抗生素等抗菌分子提高鈦金屬的抗菌效果。近來(lái)，科研工作者致力于提高鈦金 屬的抗菌能力以及其他能力。如何得到性能更為優(yōu)良的鈦金屬材料成為一個(gè)具有很大科學(xué) 意義和應(yīng)用意義的研究方向。我們?cè)谘芯恐邪l(fā)現(xiàn)，一些釕配合物具有很好的抗菌能力，如果 能將具有特殊生理性能的釕配合物用于修飾鈦金屬，有望得到性能更為優(yōu)良的鈦金屬材 料。但是部分釕配合物的水溶性較差，如果將其直接引入鈦金屬表面，需要使用較多的有機(jī) 溶劑，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，而且可能有溶劑殘留在鈦金屬上，對(duì)病人產(chǎn)生危險(xiǎn)。環(huán)糊精具有外 親水、內(nèi)疏水的特點(diǎn)，將水溶性較差的釕配合物和環(huán)糊精結(jié)合，提高其水溶性，可以解決此 污染問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問(wèn)題和/或缺陷，并提供至少后面將說(shuō)明的優(yōu) 點(diǎn)。
[0004] 本發(fā)明還有一個(gè)目的就是提供一種利用單-(6-巰基)-β-環(huán)糊精將水溶性差的釕 配合物引入鈦金屬表面提高鈦金屬抗菌作用的方法，使得鈦金屬不但具有良好的抗菌和抗 癌性能，而且使得鈦金屬的表面利于骨細(xì)胞的生長(zhǎng)，減少鈦金屬在骨整合手術(shù)中并發(fā)癥的 發(fā)病率，給骨整合手術(shù)提供更安全可靠的材料。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其他優(yōu)點(diǎn)，提供了一種制備具有抗菌抗癌性能 的鈦金屬的方法，包括以下步驟：
[0006] 1)將水合三氯化釕65-70重量份和γ-松油烯470-480重量份溶于1450-1500重量 份的無(wú)水乙醇中，加熱回流攪拌5-7小時(shí)，靜置析出得到具有式（1)的化合物，即二氯化二 氯-二-甲基異丙基苯合二釕；
[0008] 2)將間羧基苯甲醛3-5重量份與甲苯5-15重量份溶解，然后加入1-(9-蒽基）乙醇 8-12重量份和濃度為98%的硫酸0.5-1.5重量份，然后控制100-120°C攪拌回流1.5-2.5h， 然后將濾液旋干，加入乙酸乙酯3-10重量份萃取，重復(fù)3-5次乙酸乙酯萃取過(guò)程，合并乙酸 乙酯層溶液，加入無(wú)水碳酸鉀8-15重量份并旋干，得到具有式(2)的化合物，即間蒽氧?；?苯甲醛；
[0010] 3)將間蒽氧酰基苯甲醛3-10重量份溶于無(wú)水乙醇8-15重量份中，并加入硫代氨基 脲0.5-2重量份，在60-70°C回流攪拌，反應(yīng)6-10h得到微紫色溶液，旋干并加入乙醇3-10重 量份和正己烷3-8重量份，析出白色晶體，得到具有式(3)的化合物，即間蒽氧?；郊兹┛s 硫代氣基脈；
[0012] 4)將間蒽氧?；郊兹┛s硫代氨基脲4.5-5.5重量份和二氯化二氯-二-甲基異丙 基苯合二釕4-6重量份溶于二氯甲烷1230-1250重量份中，22-25°C攪拌2-3小時(shí)，析出暗紅 色固體為具有式(4)的釕配合物，即一氯化一氯一間蒽氧酰基苯甲醛縮硫代氨基脲一甲基 異丙基苯合釕；
[0014] 5)將環(huán)糊精0.1-0.6重量份溶于3.5-20重量份的水中，攪拌均勻，然后加入鈦金屬 0 · 5-1 · 5 重量份，浸泡 20-60min;
[0015] 6)加入所述釕配合物0.2-1.2重量份，然后用15-30kHz超聲波30-60min;
[0016] 7)取出鈦金屬并將鈦金屬干燥。
[0017] 優(yōu)選的是，在所述步驟6)中加入f了配合物后進(jìn)行5000rpm離心5-10min，再超聲波 處理。
[0018] 優(yōu)選的是，步驟7)所述的干燥為紅外線干燥。
[0019] 優(yōu)選的是，步驟5)中，所述環(huán)糊精為單-(6-巰基）-β-環(huán)糊精，所述水的溫度為50 〇C。
[0020] 優(yōu)選的是，所述步驟7)中干燥溫度為100-120°(3，干燥22-2411。
[0021] 優(yōu)選的是，所述水合三氯化釕的釕重量含量為37%，所述γ-松油烯的純度為 95%〇
[0022]本發(fā)明至少包括以下有益效果：
[0023] 1.本發(fā)明利用含有巰基的β-環(huán)糊精與鈦金屬的金屬-巰基鍵合作用，將β-環(huán)糊精 結(jié)構(gòu)引入鈦金屬表面，其結(jié)合力很強(qiáng)。
[0024] 2.本發(fā)明的分子內(nèi)部為一個(gè)呈"V"字型的疏水性空穴，內(nèi)腔高度為0.79nm，直徑為 0.60nm，適合容納本發(fā)明的釕配合物進(jìn)入。在這樣的結(jié)構(gòu)中，釕配合物緩慢釋放的抗菌效果 持續(xù)時(shí)間是單獨(dú)使用釕配合物的1.8倍。
[0025] 3.該釕配合物水溶性很差，通過(guò)超聲使不溶于水的釕配合物均勻分散并進(jìn)入鈦金 屬表面的γ-環(huán)糊精疏水性空穴。該處理方法不僅簡(jiǎn)單，而且所使用的溶劑為水，綠色，環(huán) 保。
[0026] 4.本發(fā)明的釕配合物含有蒽氧?；?，有大共輒體系，分子更穩(wěn)定;硫代氨基脲有許 多生物活性，得到的釕配合物具有良好的生物活性。釕配合物利用具有抗菌效果和抗腫瘤 效果，更好地賦予鈦金屬抗菌和抗癌能力。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書 文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0028] 實(shí)施例1
[0029] 本方案制備具有抗菌抗癌性能的鈦金屬的方法，包括以下步驟：
[0030] 1)將水合三氯化釕65重量份和γ-松油烯480重量份溶于1455重量份的無(wú)水乙醇 中，加熱回流攪拌6小時(shí)，靜置析出得到具有式（1)的化合物，即二氯化二氯-二-甲基異丙基 苯合二釕；
[0032] 2)將間羧基苯甲醛4重量份與甲苯10重量份溶解，然后加入1-(9-蒽基）乙醇10重 量份和濃度為98%的硫酸1重量份，然后控制110°C攪拌回流2h，然后將濾液旋干，加入乙酸 乙酯5重量份萃取，重復(fù)4次乙酸乙酯萃取過(guò)程，合并乙酸乙酯層溶液，加入無(wú)水碳酸鉀10重 量份并旋干，得到具有式(2)的化合物，即間蒽氧?；郊兹?；
[0034] 3)將間蒽氧?；郊兹?重量份溶于無(wú)水乙醇10重量份中，并加入硫代氨基脲1重 量份，在65°C回流攪拌，反應(yīng)8h得到微紫色溶液，旋干并加入乙醇5重量份和正己烷5重量 份，析出白色晶體，得到具有式(3)的化合物，即間蒽氧?；郊兹┛s硫代氨基脲；
[0036] 4)將間蒽氧?；郊兹┛s硫代氨基脲5重量份和二氯化二氯-二-甲基異丙基苯合 二釕5重量份溶于二氯甲烷1240重量份中，23°C攪拌2小時(shí)，析出暗紅色固體為具有式(4)的 釕配合物，即一氯化一氯一間蒽氧?；郊兹┛s硫代氨基脲一甲基異丙基苯合釕；
[0038] 5)將環(huán)糊精0.5重量份溶于10重量份的水中，攪拌均勻，然后加入鈦金屬1重量份， 浸泡30min;
[0039] 6)加入所述釕配合物1重量份，然后用20kHz超聲波40min;
[0040] 7)取出鈦金屬并將鈦金屬干燥。
[0041 ] 實(shí)施例2
[0042]本方案制備具有抗菌抗癌性能的鈦金屬的方法，包括以下步驟：
[0043] 1)將水合三氯化釕65重量份和γ-松油烯470重量份溶于1450重量份的無(wú)水乙醇 中，加熱回流攪拌5小時(shí)，靜置析出得到具有式（1)的化合物，即二氯化二氯-二-甲基異丙基 苯合二釕；
[0045] 2)將間羧基苯甲醛3重量份與甲苯5重量份溶解，然后加入1-(9-蒽基）乙醇8重量 份和濃度為98 %的硫酸0.5重量份，然后控制100°C攪拌回流1.5h，然后將濾液旋干，加入乙 酸乙酯3重量份萃取，重復(fù)3次乙酸乙酯萃取過(guò)程，合并乙酸乙酯層溶液，加入無(wú)水碳酸鉀8 重量份并旋干，得到具有式(2)的化合物，即間蒽氧酰基苯甲醛；
[0047] 3)將間蒽氧?；郊兹?重量份溶于無(wú)水乙醇8重量份中，并加入硫代氨基脲0.5 重量份，在60°C回流攪拌，反應(yīng)6h得到微紫色溶液，旋干并加入乙醇3重量份和正己烷3重量 份，析出白色晶體，得到具有式(3)的化合物，即間蒽氧?；郊兹┛s硫代氨基脲；
[0049] 4)將間蒽氧?；郊兹┛s硫代氨基脲4.5重量份和二氯化二氯-二-甲基異丙基苯 合二釕4重量份溶于二氯甲烷1230重量份中，22°C攪拌2小時(shí)，析出暗紅色固體為具有式(4)的釕配合物，即一氯化一氯一間蒽氧?；郊兹┛s硫代氨基脲一甲基異丙基苯合釕；
[0051 ] 5)將單-(6-巰基)-β-環(huán)糊精0.1重量份溶于3.5重量份的50°C水中，攪拌均勻，然 后加入鈦金屬0.5重量份，浸泡20min;
[0052] 6)加入所述釕配合物0.2重量份后進(jìn)行5000rpm離心5min，再用15kHz超聲波 30min；
[0053] 7)取出鈦金屬，然后將鈦金屬用紅外線控制100°C干燥22h。
[0054] 實(shí)施例3
[0055] 本方案制備具有抗菌抗癌性能的鈦金屬的方法，包括以下步驟：
[0056] 1)將水合三氯化釕70重量份和γ-松油烯480重量份溶于1500重量份的無(wú)水乙醇 中，加熱回流攪拌7小時(shí)，靜置析出得到具有式（1)的化合物，即二氯化二氯-二-甲基異丙基 苯合二釕；
[0058] 2)將間羧基苯甲醛5重量份與甲苯15重量份溶解，然后加入1-(9-蒽基）乙醇12重 量份和濃度為98 %的硫酸1.5重量份，然后控制120°C攪拌回流2.5h，然后將濾液旋干，加入 乙酸乙酯10重量份萃取，重復(fù)5次乙酸乙酯