光电响应型氧化锰-碳复合涂层及其制备方法和在神经和骨组织修复中的应用

技术特征：
1.一种光电响应型氧化锰-碳复合涂层，其特征在于，所述氧化锰-碳涂层是在具有连通孔结构的氧化锰纳米片层表面原位负载碳材料的生物涂层，碳材料包裹于氧化锰片层表面且与氧化锰接触紧密以将氧化锰在光照条件下产生的光电子迅速转移；所述生物涂层中碳的质量比为1-30%，优选为5-25%。2.根据权利要求1所述的光电响应型氧化锰-碳复合涂层，其特征在于，所述碳材料至少部分为导电碳材料；优选地，所述导电碳材料为石墨和/或碳纳米管。3.根据权利要求1或2所述的光电响应型氧化锰-碳复合涂层，其特征在于，所述氧化锰纳米片由粒径0.01-2 μm的氧化锰颗粒形成，纳米片的厚度为1-30 nm。4.根据权利要求1至3中任一项所述的光电响应型氧化锰-碳复合涂层，其特征在于，所述连通孔的孔径为0.02-2 μm。5.根据权利要求1至4中任一项所述的光电响应型氧化锰-碳复合涂层的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：（1）水热反应制备氧化锰涂层：以高锰酸钾为锰源，盐酸为还原剂，氯化钾为结构稳定剂，并上述原料溶于去离子水得到混合溶液，随后使用该混合溶液在基材表面采用水热反应法原位生长氧化锰片层；（2）高温碳化法制备复合涂层：将步骤（1）制备的氧化锰片层在葡萄糖溶液中浸泡一段时间后，在氩气氛围下于200-600℃退火1-4 h，得到光电响应型氧化锰-碳复合涂层。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述基材包括医用金属或合金材料，优选为纯钛、钛合金、不锈钢或钴铬钼合金中至少一种。7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，高锰酸钾的浓度为0.001-0.01mol/l，盐酸的浓度为高锰酸钾的1-5倍，氯化钾的浓度为高锰酸钾的1-5倍。8.根据权利要求5至7中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，水热反应温度为80-180℃，水热反应时间为0.5-24h。9.根据权利要求5至8中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述葡萄糖溶液浓度为0.1-2 wt.%，浸泡时间为2-48 h。10.权利要求1至4中任一项所述的光电响应型氧化锰-碳复合涂层在神经和骨组织修复中的应用。

技术总结
本发明公开一种光电响应型氧化锰-碳复合涂层及其制备方法和在神经和骨组织修复中的应用。所述氧化锰-碳涂层是在具有连通孔结构的氧化锰纳米片层表面原位负载碳材料的生物涂层，碳材料包裹于氧化锰片层表面且与氧化锰接触紧密以将氧化锰在光照条件下产生的光电子迅速转移；所述生物涂层中碳的质量比为1-30%，优选为5-25%。所述复合涂层具有良好的生物活性和光电响应特性，能在外加光照下产生光电流刺激神经细胞增殖，并且能促进神经细胞释放神经肽，潜在性地调控骨组织修复。同时，氧化锰-碳表面的成骨细胞在光照下呈现出较好的成骨分化能力。骨分化能力。骨分化能力。


技术研发人员：李恺 刘诗伟 邵丹丹 闫咨汝 谢有桃 郑学斌
受保护的技术使用者：中国科学院上海硅酸盐研究所
技术研发日：2021.06.03
技术公布日：2022/12/5