[發(fā)明專(zhuān)利]醫(yī)用鎂合金表面可降解的生物玻璃/植酸復(fù)合涂層及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310420462.4
• 申請(qǐng)日: 2013-09-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103446626A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡舒;李妍;黃凱;張睿悅;葉新羽
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A61L27/32
• 分類(lèi)號(hào): A61L27/32;A61L27/28
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專(zhuān)利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 王麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)用鎂合金表面生物玻璃/植酸復(fù)合涂層的制備方法，屬于生物醫(yī)用材料制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的醫(yī)用合金如鈦合金、不銹鋼等材料，由于其不可降解性，容易造成人體內(nèi)植入部位的血栓、物理刺激、局部炎癥、血管再狹窄，經(jīng)常需要二次手術(shù)避免這些問(wèn)題的產(chǎn)生，從而給患者帶來(lái)了身體和經(jīng)濟(jì)上的負(fù)擔(dān)。人類(lèi)對(duì)于新型的醫(yī)用合金材料有迫切的需求，對(duì)新一代醫(yī)用合金的最大要求是期望合金在人體內(nèi)具有可降解性和生物相容性，從而有效解決傳統(tǒng)醫(yī)用合金在臨床應(yīng)用過(guò)程中一直存在的問(wèn)題。鎂合金以其優(yōu)異的力學(xué)相容性、生物學(xué)特性、可降解性成為新一代醫(yī)用合金的代表。然而，鎂合金比較活潑，耐腐蝕性極差，降解周期過(guò)短，與人體內(nèi)損傷部位的愈合速度不匹配，從而限制了其在臨床上的廣泛應(yīng)用，鎂合金材料的表面涂層改性被認(rèn)為是改善其在體液環(huán)境中耐腐蝕性的最有效方法之一。

Hornberger等[Biomedical?coatings?on?magnesium?alloys–A?review,Acta?Biomaterialia.2012,8,2442-2455.]的文章已經(jīng)證實(shí)致密的無(wú)機(jī)涂層，如羥基磷灰石、鈣磷玻璃和硅基玻璃等涂層對(duì)鎂合金雖有一定的保護(hù)作用，但保護(hù)時(shí)間較短。由于在循環(huán)體液中，致密涂層易開(kāi)裂、剝落，從而失去保護(hù)作用，導(dǎo)致鎂合金基體的快速降解。目前單一的無(wú)機(jī)涂層包覆鎂合金的降解周期為10～15天，遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足人體內(nèi)骨損傷部位愈合周期3～6個(gè)月的要求。具有介孔的涂層因其彈性模量隨孔隙率增加而降低，使無(wú)機(jī)涂層在制備過(guò)程中形成的熱應(yīng)力大幅度減小，介孔涂層能與鎂合金基體形成良好的界面結(jié)合，因此較致密涂層相比，在循環(huán)體液中不易開(kāi)裂和剝落。同時(shí)介孔涂層既能誘導(dǎo)磷灰石生成，提高材料的生物活性，又可以引導(dǎo)細(xì)胞的黏附和生長(zhǎng)。但涂層中的介孔為體液到達(dá)鎂合金基體提供了途徑，不能很好的調(diào)控鎂合金的降解周期，其降解周期同樣達(dá)不到3～6個(gè)月。為此在介孔涂層的基礎(chǔ)上研究可控降解速率的復(fù)合涂層是加快可降解鎂合金醫(yī)用產(chǎn)品研發(fā)和在臨床上應(yīng)用的關(guān)鍵。

生物玻璃是指能夠滿(mǎn)足或者達(dá)到特定生物、生理功能的特種玻璃。由Hench教授研制出的生物玻璃45S5，以其獨(dú)特的骨引導(dǎo)性和生物活性已經(jīng)在臨床領(lǐng)域得到了很好的應(yīng)用。有關(guān)于生物玻璃包覆醫(yī)用合金方面的專(zhuān)利比較常見(jiàn)，例如中國(guó)專(zhuān)利CN?1539512A，利用等離子體射流噴涂技術(shù)在鈦合金表面制備出了一種Ca-Si-P-Mg四元玻璃，該方法制備的涂層厚度為300～600nm，微孔大小為5～10μm，熱膨脹系數(shù)為9.61×10^-6/℃～10.84×10^-6/℃，植入體內(nèi)6個(gè)月未見(jiàn)有害副作用產(chǎn)生，有很好的生物相容性。然而，這種玻璃涂層的熱膨脹系數(shù)與鎂合金(約為26×10^-6/℃)相差較大，不適合與鎂合金配合使用。同樣，45S5生物玻璃涂層也存在類(lèi)似情況，且目前未見(jiàn)有關(guān)45S5生物玻璃涂層包覆鎂合金的相關(guān)專(zhuān)利報(bào)道。采用高分子涂層或復(fù)合涂層有望解決上述問(wèn)題。

歐洲專(zhuān)利EP?2403546?A2，敘述了一種可降解聚合物包覆的醫(yī)用合金材料，這種醫(yī)用合金至少含有50%的鎂，外層的聚合物降解后產(chǎn)生酸性產(chǎn)物。然而，酸性產(chǎn)物一方面可以幫助加速合金的降解，另一方面很有可能導(dǎo)致體內(nèi)局部酸度過(guò)高，從而對(duì)人體造成傷害。CN?101721266?A，介紹了一種防腐與藥物緩釋復(fù)合涂層的可吸收鎂合金支架的制備方法，該復(fù)合涂層的外層是由交聯(lián)明膠/聚乳酸羥基乙酸共聚物(PLGA)制備的有機(jī)涂層，復(fù)合涂層在100～150天內(nèi)降解完畢。但是，PLGA在體內(nèi)降解的過(guò)程中引起體液顯酸性，生物相容性不好。CN?101721753?A介紹了一種無(wú)機(jī)/有機(jī)防腐生物相容性復(fù)合涂層的可吸收鎂合金支架的制備方法，復(fù)合涂層的內(nèi)部是由硅酸鎂、氧化鎂和二氧化硅組成的多孔無(wú)機(jī)涂層，外層是聚乳酸涂層。但是整個(gè)支架的降解周期接近400天，無(wú)法體現(xiàn)鎂合金的可降解優(yōu)勢(shì)。