[發明專利]氧化鋅涂層改性的體內植入人工器官及其制備方法

無效

• 申請號: 200910214143.1
• 申請日: 2009-12-24
• 公開（公告）號: CN101745147A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 陳弟虎;何振輝;黃展云;潘仕榮
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: A61L27/30
• 分類號: A61L27/30;A61L27/06;A61L27/04;A61L31/08;A61L31/02;C23C14/35;C23C14/08;C23C14/06;C23C14/32
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 戴建波

技術領域

本發明是關于無機材料的表面改性方法，特別是氧化鋅薄膜的制備和表面改性的方法。

背景技術

生物材料直接與人體組織接觸，故對材料表面有較高的要求。作為人體植入體的生物醫用材料，必須滿足如下條件：(1)血液相容性和組織相容性，確保植入體不會導致血栓的形成，不會對周圍的細胞組織產生破壞；(2)化學穩定性，植入體不會產生降解作用；(3)良好的機械性能，具有低摩擦系數、高硬度、韌性好、抗疲勞、抗腐蝕等性能。

目前廣泛研究的血液相容性材料概括起來可以分成三大類，一是醫用高分子材料，二是金屬及金屬氧化物薄膜材料，三是碳素材料。這三大類材料作為醫用生物材料各有優點，但在血液相容性方面仍存在不足，研究人員正通過對材料改性和改進材料的制備方法，使材料具備更優異的性能。

血液相容性和組織相容性是生物材料區別于其它材料的最根本特征，其良好的界面分子結構設計和表征則是長期懸而未決的基本科學問題。因此，抗凝血材料的研究和發展不僅對研制心血管醫療器械、推動相關學科的發展都是必不可少的，而且對消除無生命材料對有機體的作用與影響，實現兩者的統一，加速生命科學的發展，都有著重要的科學意義和深遠的影響。半個多世紀來，抗凝血材料的研究和發展已取得了很大的發展，但還不能完全滿足心血管植入物及心血管醫療器械對血液相容性的需要。時至今日，抗凝血性材料的研發更具有巨大的實際效益和重大的科學意義。

人工器官通常都要進行表面改性，以適應在體內植入的要求。例如，西南交通大學在其中國專利97107606.5中公開了在人工器官表面的TiN涂層上合成TiO_2-x表面改性層，該專利利用鈦作為蒸發源、濺射源、金屬等離子體源或基體材料，以氧為氣氛環境，而實現對形狀復雜、曲面的人工器官進行均勻的全方位鍍膜；在其中國專利99117468.2中則公開了采用氫、鉭或鈮作為摻雜元素，利用表面改性技術合成氫、鉭或鈮摻雜鈦-氧表面改性層。另外，西南交通大學在其中國專利03154172.0中還公開了一種用濺射技術進行人工器官表面處理的方法。

本申請的申請人在中國專利申請200710026880.X中，公開了一種經過表面改性處理的人工器官，該人工器官的表面均勻涂覆有經輕稀土元素鑭和/或鈰摻雜的二氧化鈦復合膜，該二氧化鈦復合膜的厚度為20-600納米，優選為60-300納米。

而近年來，由于氧化鋅薄膜及其摻雜薄膜具有優異光電性能，用途廣闊，且原料易得、價廉、毒性小，而成為光電研究領域最有開發潛力的薄膜材料之一，其中包括透明導電膜(TCO)、表面聲學波(SAW)器件、光激射激光器、氣敏傳感器、紫外光探測器、顯示以及與GaN互作緩沖層等。ZnO薄膜的制備方法多種多樣，可以適應不同需求，傳統方法如磁控濺射(Magnetron?Sputtering)、化學氣相沉積(CVD)及溶膠-凝膠法(Sol-Gel)等，新沉積工藝如激光脈沖沉積法(PLD)、分子束外延法(MBE)等。

目前體內植入的人工器官大多數用鈦合金或不銹鋼制作，具有很好的機械性能，但生物相容性較差，特別是與血液接觸的人造器官，表現出較差的血液相容性，容易形成血栓，從而限制了其應用范圍。

因此，有必要提供一種新型的人工器官，該人工器官采用全新的表面改性方法，以期望在人工器官的血液相容性、抗疲勞、抗腐蝕和耐磨損性能得到全面的改善。

發明內容

本發明的目的是提供一種體內植入的人工器官及其制備方法，該體內植入的人工器官采用氧化鋅涂層進行改性，其能夠改善體內植入的人工器官的血液相容性，同時具有良好的附著性能和機械性能。

為了實現上述的發明目的，一方面，本發明提供了一種用于體內植入的人工器官，該人工器官包括人工器官的基體和其表面改性層；其中，表面改性層是厚度為100～700納米的氧化鋅薄膜，優選是厚度為200～400納米的氧化鋅薄膜。

氧化鋅薄膜材料具有凝血功能，本發明之所以選擇其作為抗凝血材料，是因為其具有一系列的優勢：氧化鋅是一種無毒的無機物，人體不會對其產生排異反應，因而安全性高，而且鋅是人體中不可缺少的元素，發揮著重要作用；氧化鋅具有的抗菌、殺菌性能，可以減少材料植入后的細菌感染以及炎癥的發生；其疏水表面使得器件不易污染，易于清潔、消毒；氧化鋅薄膜作為優良的光電子和壓電材料，可用于制作人體植入器件以及器件涂層。

本發明中，人工器官的基體可以為鈦合金和/或不銹鋼。

優選地，在本發明的人工器官中，氧化鋅薄膜具有纖鋅礦結構，其在X射線衍射中，具有明顯的(002)擇優取向生長；因為這種結構具有更好的機械附著性能和血液相容性。