[發(fā)明專利]具有抗菌功能的可體液降解的醫(yī)用金屬材料及其應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310454404.3
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN104513922A
• 公開（公告）日: 2015-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曲新華;戴尅戎;李揚
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院
• 主分類號: C22C23/00
• 分類號: C22C23/00;A61L27/04
• 代理公司: 上海精晟知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種合金材料，尤其涉及一種可用作醫(yī)用植入材料的具有抗菌功能的可體液降解的醫(yī)用金屬材料及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

醫(yī)用金屬材料以其優(yōu)異的加工成形性能和耐腐蝕性能，成為骨科常用的內(nèi)固定材料，正得到廣泛臨床應(yīng)用。然而目前醫(yī)用金屬材料如不銹鋼、鈦合金等均為生物惰性材料，植入后作為異物長期留存在體內(nèi)，會產(chǎn)生不同程度的組織反應(yīng)。現(xiàn)在認(rèn)為金屬材料在體內(nèi)產(chǎn)生的磨損顆粒，不僅容易引發(fā)材料周圍的炎性反應(yīng)而造成相關(guān)疾病的發(fā)生，還可能通過特定信號通路引起材料周圍骨質(zhì)吸收甚至骨溶解造成內(nèi)植物松動，嚴(yán)重影響手術(shù)治療效果和預(yù)后。另外，金屬材料的彈性模量往往遠(yuǎn)大于人骨的彈性模量而造成應(yīng)力遮擋效應(yīng)，影響骨折愈合和患者的功能恢復(fù)。病愈后，骨折內(nèi)固定等患者往往需經(jīng)二次手術(shù)將金屬內(nèi)植物取出，給患者帶來了新的臨床風(fēng)險及額外的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。

為解決上述問題，就需要研制新型的可降解吸收植入物材料。現(xiàn)在的研究方向主要集中在高分子聚合物和生物陶瓷材料，如聚羥基乙酸，聚乳酸，羥基磷灰石，生物玻璃。但這類材料韌性較差，不能產(chǎn)生協(xié)調(diào)性形變，而且強度較低，往往無法在骨折端負(fù)重應(yīng)力區(qū)提供足夠的支撐作用，因而其在臨床的應(yīng)用范圍十分局限，往往只能作為非負(fù)重區(qū)的骨填充修復(fù)材料。

內(nèi)植物周圍感染仍然是骨科臨床中極為棘手的問題。一旦發(fā)生內(nèi)植物周圍感染將會造成手術(shù)失敗和抗生素治療期的延長，從而帶來相關(guān)的藥物副作用；而為了治療局部感染而進(jìn)行的擴大性清創(chuàng)術(shù)將加重原本存在的骨缺損，給病人帶來極大的痛苦和經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。針對抗生素全身用藥毒副作用大，感染局部治療效果差的缺點，目前的研究主要集中在將骨修復(fù)材料本身作為抗菌介質(zhì)，將內(nèi)植物材料植入骨缺損部位后，材料含有的抗菌成分將通過材料界面或材料內(nèi)部釋放到骨周圍組織，從而實現(xiàn)對內(nèi)植物周圍的局部抗感染治療，一方面減少了產(chǎn)生全身給藥副作用的風(fēng)險，另一方面增加了內(nèi)植物界面和周圍組織的局部藥物濃度，達(dá)到對內(nèi)植物周圍感染的有效治療和預(yù)防。目前，針對此類抗菌材料主要有以下兩個研究方向：1）以多孔材料為載體負(fù)載抗生素，將材料作為載藥緩釋系統(tǒng)進(jìn)行局部治療，但此類材料仍然無法解決不斷增加的多種耐藥致病菌對抗生素的耐受問題。2）在內(nèi)植物材料表面被覆含有抗菌金屬離子的抗菌涂層，金屬離子可以廣譜抗菌，具有較好的抑菌作用，但是抗菌涂層由于厚度較薄，降解速度快，作用時間較短，無法實現(xiàn)術(shù)后較長時間對感染的預(yù)防和治療，而且此類涂層與內(nèi)植物材料界面的結(jié)合力往往不夠，增加了涂層與內(nèi)植物之間發(fā)生斷裂分層的隱患。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種具有抗菌功能的可體液降解的醫(yī)用金屬材料，所述醫(yī)用金屬材料為鎂銅合金，該合金具有良好抗感染性能和一定的成骨成血管性能。

本發(fā)明的第一方面是提供一種鎂銅合金，所述鎂銅合金的組分包含鎂和銅，其中，銅的含量為≤3wt%，余量為鎂。

優(yōu)選地，所述銅的含量為≤2wt%，更優(yōu)選為0.01-1wt%，更優(yōu)選為0.05-0.75wt%，更優(yōu)選為0.1-0.5wt%。

優(yōu)選地，所述鎂銅合金的組分還包括微量元素，所述微量元素為稀土元素中的一種或多種，和選自鈣、鐵、鋅、鍶、鋯、錫、鎳、銀和鋁中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述微量元素的含量＜4wt%，更優(yōu)選為0.01-3.99wt%，更優(yōu)選為0.5-3.2wt%，更優(yōu)選為0.8-2.2wt%，更優(yōu)選為1-1.5wt%。

其中，所述稀土元素可以為鑭（La）、釤（Sm）、銪（Eu）、釓（Gd）、鋱（Tb）、鏑（Dy）、鈥（Ho）、鉺（Er）、銩（Tm）、鐿（Yb）、釹（Nd）、镥（Lu）、鈧（Sc）和釔（Y）中的一種或多種。

優(yōu)選地，按鎂銅合金的總量計，所述微量元素含有：

稀土元素＜4wt%，更優(yōu)選為0.01-3.99wt%，更優(yōu)選為0.01-3.2wt%，更優(yōu)選為0.01-2wt%，更優(yōu)選為0.01-1wt%；

鈣＜4wt%，更優(yōu)選為0.01-3.99wt%，更優(yōu)選為0.1-3.2wt%，更優(yōu)選為0.1-2.2wt%，更優(yōu)選為1-1.5wt%；

鐵＜4wt%，更優(yōu)選為0.01-3.99wt%，更優(yōu)選為0.1-3.2wt%，更優(yōu)選為0.1-2.2wt%，更優(yōu)選為1-1.5wt%；

鋅＜4wt%，更優(yōu)選為0.01-3.99wt%，更優(yōu)選為0.1-3.2wt%，更優(yōu)選為0.1-2.2wt%，更優(yōu)選為1-1.5wt%；

鍶＜4wt%，更優(yōu)選為0.01-3.99wt%，更優(yōu)選為0.1-3.2wt%，更優(yōu)選為0.1-2.2wt%，更優(yōu)選為1-1.5wt%；