[發(fā)明專利]復(fù)合結(jié)構(gòu)生物活性功能涂層

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210593648.5
• 申請(qǐng)日: 2012-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN103041449A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田杰謨;曹小剛;張琳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京固圣生物科技有限公司
• 主分類號(hào): A61L27/30
• 分類號(hào): A61L27/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合結(jié)構(gòu)生物活性功能涂層，尤其涉及用于關(guān)節(jié)置換用假體上的復(fù)合結(jié)構(gòu)生物活性功能涂層。

背景技術(shù)

在關(guān)節(jié)置換領(lǐng)域中，為了增強(qiáng)關(guān)節(jié)假體的長期穩(wěn)定性，一般是在金屬假體表面上施加多孔鈦涂層，利用長入該多孔鈦涂層的孔隙中的骨組織，起到生物固定的作用。另外，為了促進(jìn)骨組織的長入，往往在多孔鈦涂層上施加能夠誘導(dǎo)骨組織長入的羥基磷灰石或β-TCP涂層。

目前，在本領(lǐng)域中，主要采用等離子噴涂工藝在多孔鈦涂層上施加羥基磷灰石涂層或β-TCP涂層。存在的問題是羥基磷灰石或β-TCP涂層和鈦涂層的結(jié)合強(qiáng)度不夠，可能存在羥基磷灰石或β-TCP涂層脫落的問題。

本發(fā)明采用包括鉭涂層的復(fù)合結(jié)構(gòu)生物活性功能涂層解決了這一問題。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，公開了位于金屬基體上的復(fù)合結(jié)構(gòu)生物活性功能涂層，包括位于該金屬基體上的第一鈦金屬涂層、位于該第一鈦金屬涂層上的鉭金屬涂層、和位于該鉭金屬涂層上的羥基磷灰石或β-TCP生物活性涂層。

根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施方案，本發(fā)明涉及位于金屬基體上的復(fù)合結(jié)構(gòu)生物活性功能涂層，包括位于該金屬基體上的第一鈦金屬涂層、位于第一鈦金屬涂層上的第二多孔鈦金屬涂層、位于該第二鈦金屬涂層上的鉭金屬涂層、和位于該鉭金屬涂層上的羥基磷灰石或β-TCP生物活性涂層。

根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施方案，本發(fā)明涉及位于金屬基體上的復(fù)合結(jié)構(gòu)生物活性功能涂層，包括：厚度為15-50μm的第一致密鈦金屬涂層；厚度為25-75μm、孔隙尺寸為100-150μm的第二鈦金屬涂層；厚度為50-150μm、孔隙尺寸為150-300μm的鉭金屬涂層；厚度為40-100μm、孔隙尺寸為100-250μm的羥基磷灰石或β-TCP生物活性涂層。

根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施方案，本發(fā)明涉及人工髖關(guān)節(jié)置換用假體，包括由符合外科植入用ISO標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)用鈦合金制成的金屬基體和位于所述金屬基體上的復(fù)合結(jié)構(gòu)生物活性功能涂層。

本發(fā)明從物理結(jié)合方面與生物相容性方面考慮，制備了上述復(fù)合結(jié)構(gòu)的生物活性涂層。鉭涂層與鈦涂層相比，和羥基磷灰石或β-TCP涂層結(jié)合更牢固。同時(shí)，鉭涂層的力學(xué)性能和鈦涂層不同，因而和僅僅包含鈦涂層和羥基磷灰石(或β-TCP涂層)的復(fù)合涂層相比，改善了髖關(guān)節(jié)假體整體的彈性模量，進(jìn)而改善了髖關(guān)節(jié)假體的整體生物力學(xué)性能。

在本發(fā)明中，由于等離子噴涂工藝的限制，描述涂層厚度的數(shù)值應(yīng)該理解為實(shí)際上是指“所述數(shù)值×(100％±10％)”。

在本發(fā)明中，“致密”是指孔隙率小于10％(體積)，反之則為“多孔的”。

具體實(shí)施方式

通過以下實(shí)施例進(jìn)一步具體地闡述本發(fā)明，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。

鈦合金基體表面處理

在本發(fā)明的比較實(shí)施例和實(shí)施例中，符合ISO5832-3的鈦合金基體用氧化鋁顆粒進(jìn)行噴砂處理，使表面粗糙并除去表面層，然后用丙酮清洗，準(zhǔn)備進(jìn)行噴涂。

等離子體噴涂處理

在本發(fā)明的實(shí)施例中，采用真空等離子噴涂設(shè)備，瑞典的A-3000等離子噴涂機(jī)，進(jìn)行噴涂。機(jī)械手為ABB公司的IRB-6型，可以在真空室內(nèi)自動(dòng)控制。

對(duì)比實(shí)施例1

將鈦合金關(guān)節(jié)柄用粒度為50目的氧化鋁噴砂處理4分鐘，使表面變得粗糙并除去表面層。然后放入等離子體真空室，抽真空到0.133Pa，然后充Ar。噴槍距關(guān)節(jié)柄300mm，等離子體預(yù)熱該關(guān)節(jié)柄4分鐘，達(dá)到約400℃，等離子體濺射清洗4分鐘。由送粉器送入300目的Ti粉在電壓60V、600A下噴涂到25μm致密層。外層噴涂β-TCP用60目的β-TCP粉，在60V、600A下噴涂厚度為50μm、平均孔徑為150μm。

待冷卻后，取出噴涂有復(fù)合結(jié)構(gòu)生物活性涂層的鈦合金關(guān)節(jié)柄。依據(jù)ISO13779-4測得β-TCP涂層的結(jié)合強(qiáng)度為35MPa。

對(duì)比實(shí)施例2

將鈦合金關(guān)節(jié)柄用粒度為50目的氧化鋁噴砂處理4分鐘，使表面變得粗糙并除去表面層。然后放入等離子體真空室，抽真空到0.133Pa，然后充Ar。噴槍距關(guān)節(jié)柄300mm，等離子體預(yù)熱該關(guān)節(jié)柄4分鐘，達(dá)到約400℃，等離子體濺射清洗4分鐘，由送粉器送入300目的Ti粉在電壓60V、600A下噴涂到25μm致密層，再用150目的Ti粉在60V、600A下噴涂到50μm厚度的平均孔徑為150μm的多孔層。外層噴涂β-TCP用60目的β-TCP粉，在60V、600A下噴涂厚度為50μm、平均孔徑為150μm。