用于全植入式人工耳蜗生物相容性的材料结构与制备

摘要

本发明公开了用于全植入式人工耳蜗生物相容性的材料结构与制备。多层MXenes制备，采用湿法刻蚀技术，利用HF水溶液作为刻蚀剂，将MAX相Ti3AlC2中的Al刻蚀掉，制备出Ti3C2Tx；通过后续超声处理，压缩结构转换为类似“手风琴”的松散层状结构。单层MXenes制备：方法一，使用极性有机分子作为插层剂来剥离MXenes，加入插层剂后，需同时进行超声处理。所述极性有机分子插层剂为二甲基亚砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)、水合肼(HM)、氨水、尿素中的一种或多种。MXenes具有大比表面积、高导电性、丰富的表面功能基团、良好的生物相容性。

说明书

技术领域

本发明涉及人工耳蜗类医疗器械，具体为用于全植入式人工耳蜗生物相容性的材料结构与制备。

背景技术

人工耳蜗是一种有效治疗听力障碍的医疗器械，现有的部分植入式人工耳蜗一般采用的是陶瓷压电传感器，生物相容性较差且导电性能不足。二维过渡金属碳化物、氮化物和碳氮化物，也被称为MXenes，由于其可调节的结构和丰富的表面化学性质，是一种多功能材料，而且二维材料MXenes具有高导电性和生物相容性，能够更加贴合植入的传感器且效果更加显著。

发明内容

本发明针对人工耳蜗材料生物相容性差的问题，采用新的二维材料MXenes用于制作人工耳蜗传感器生物相容性材料。

本发明的设计方案如下：用于全植入式人工耳蜗生物相容性的材料结构与制备，制备方法如下：

多层MXenes制备，采用湿法刻蚀技术，利用HF水溶液作为刻蚀剂，将MAX相Ti3AlC2中的Al刻蚀掉，制备出Ti3C2Tx；通过后续超声处理，压缩结构转换为类似“手风琴”的松散层状结构。

单层MXenes制备：

方法一，使用极性有机分子作为插层剂来剥离MXenes，加入插层剂后，需同时进行超声处理。所述极性有机分子插层剂为二甲基亚砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)、水合肼(HM)、氨水、尿素中的一种或多种。

方法二，将Ti3CNTx、V2CTx、Nb2CTx等MXenes粉体进行有机碱、TBAOH处理，使其显著膨胀，削弱MXenes层间的键合，轻微摇动5min或水中超声可获得大量MXenes单晶片；

方法三，利用芳基重氮钠盐对Ti3C2Tx进行分层，Na＋首先插层Ti3C2Tx，重氮盐缓慢插层,在0~5℃搅拌大约4小时。

MXenes材料主要用作蛋白质、生物酶、生物发光材料等的固定化基质，以利用其大比表面积、高导电性的特性，提高电子传质效率和速率，从而达到提高传感灵敏度、降低检测限的目的；生物/气体电阻传感是基于MXenes材料对外来吸附分子(生物分子或气体分子)造成的电导率扰动的灵敏性反映，而MXenes材料对外来生物分子或气体分子的吸附是基于其丰富的功能基团(主要为-OH、-F、-O、-Cl等)与这些分子之间的相互作用。

MXenes 具有大比表面积、高导电性、丰富的表面功能基团、良好的生物相容性，以及可利用各种聚合物或纳米颗粒进行表面功能化，使其可应用于精准的生物传感，应用在全植入式人工耳蜗中。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。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。

实施例：用于全植入式人工耳蜗生物相容性的材料结构与制备，

多层MXenes制备，将MAX相Ti3AlC2作为基材，采用湿法刻蚀技术，利用HF水溶液作为刻蚀剂，将MAX相Ti3AlC2中的Al刻蚀掉，制备出Ti3C2Tx；通过后续超声处理，压缩结构转换为类似“手风琴”的松散层状结构。

单层MXenes制备：

方法一，使用极性有机分子作为插层剂来剥离MXenes，加入插层剂后，需同时进行超声处理。所述极性有机分子插层剂为二甲基亚砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)、水合肼(HM)、氨水、尿素中的一种或多种。

方法二，将Ti3CNTx、V2CTx、Nb2CTx等MXenes粉体进行有机碱、TBAOH处理，使其显著膨胀，削弱MXenes层间的键合，轻微摇动5min或水中超声可获得大量MXenes单晶片；

方法三，利用芳基重氮钠盐对Ti3C2Tx进行分层，Na＋首先插层Ti3C2Tx，重氮盐缓慢插层,在0~5℃搅拌大约4小时。

二维MXenes具有独特的平面纳米结构，而由结构决定的系列优良的物理化学性质，又给了其在传感领域中广泛应用的潜能，且具有较好的药用性能和生物相容性，能增加植入传感器的生物相容性，降低损害。

综上所述是本发明较佳的实施例，凡依本发明技术方案所做的改变，所生产的功能作用未超出本发明技术方案的范围时均属于本发明的保护范围。