[發明專利]利用ALD技術在金屬醫療器械上制備氧化物表面的方法

在審

• 申請號: 201610887752.3
• 申請日: 2016-10-10
• 公開（公告）號: CN107916412A
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 童飛
• 申請（專利權）人: 寧波昆特醫療設備有限公司
• 主分類號: C23C16/40
• 分類號: C23C16/40;C23C16/455
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及醫療器械，尤其涉及金屬材質植入型醫療器械的氧化物表面的制造方法。

背景技術

醫療器械是指單獨或者組合使用于人體的儀器、設備、器具、材料或者其他物品，包括所需要的軟件；其用于人體體表及體內的作用不是用藥理學、免疫學或者代謝的手段獲得，但是可能有這些手段參與并起一定的輔助作用；其使用旨在達到下列預期目的：對疾病的預防、診斷、治療、監護、緩解；對損傷或者殘疾的診斷、治療、監護、緩解、補償；對解剖或者生理過程的研究、替代、調節；妊娠控制。從材料上看，醫療器械可以用金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料以及它們的組合等方式制造。

在各種醫療器械中，以植入人體，用于支持、維持生命；對人體具有潛在危險，對其安全性、有效性必須嚴格控制的第三類醫療器械受到最為嚴格的監管，其安全性、有效性和性能的改善也受到行業內的普遍重視。其中，以植入器材，如骨板、骨釘、骨針、骨棒、脊柱內固定器材、骨修復材料、腦動脈瘤夾、銀夾、血管吻合夾(器)、節育環；介入器材，如硬導絲、腎動脈導絲、微導絲、推送導絲、超滑導絲、濾器、彈簧栓子、栓塞微球、鉑金微栓子、封堵器；支架，如血管支架、前列腺支架、膽道支架、食道支架；齒科植入材料，如齒科金屬及合金植入材料等為代表的主要以金屬為制造材料的植入型三類醫療器械的性能改進尤其受到重視。

在以金屬為基礎材料的植入型醫療器械中，一方面由于器械本身使用場合的需要，如需要足夠的強度、韌性、彈性等力學性能的需要，要求其必須使用金屬為基礎材料，另一方面又希望這些材料在植入人體后具有足夠的組織相容性、血液相容性等生物性能。常用的金屬材料包括各種不銹鋼、合金、貴金屬如金、銀、鉑、鈦等。但植入型醫療器械的力學性能和生物性能之間由于具體材料和使用場合的不同往往在僅僅使用金屬材料的情況下難以兼顧，因而往往需要使用復合材料以獲得更好的性能，尤其是以金屬材料為基礎，通過表面改性獲得類似陶瓷的氧化物表面的金屬-氧化物復合材料往往同時具有金屬材料的延展性、彈性、剛性等性能，同時又具有陶瓷材料更好的細胞粘附性、組織相容性、血液相容性等生物性能，同時，由于氧化物材料的性能往往介于金屬材料和高分子材料以及軟組織之間的特點，也可以在金屬材料上形成更加有利于高分子材料和軟組織附著的表面，因而受到更加普遍的關注。

以近年來發展迅速的微創傷介入醫療器械中受到高度重視的血管支架，如冠狀動脈支架為例，早期的冠脈支架僅僅使用金屬材料，包括316L不銹鋼、鈷鉻合金、Ni-Ti合金等材料制造，被稱作裸金屬支架(BMS)，在初期提供血運重建功能之后，往往也因為再狹窄率較高(15-30％)而限制了其晚期治療性能的發揮。因而，藥物洗脫支架(DES)應運而生。DES的基本原理是利用高分子為藥物載體，在BMS表面形成藥物層，通過具有抑制再狹窄功能的藥物的緩慢釋放，達到控制再狹窄率(降低到約3％)的目的。但由于普通高分子材料與金屬之間的粘附能力不佳，尤其是在體內環境以及支架的擴張過程中容易出現高分子載藥層剝落、開裂等現象，因而造成新的如遠端血栓等問題；同時，由于使用一些不可降解的高分子材料，又帶來了晚期血栓等潛在風險。因此，改善DES中金屬與高分子材料之間的粘附作用，用可降解高分子材料取代不可降解材料成為DES中的一個重要課題。解決這些問題的一個有潛在價值的方法就是在金屬支架表面制備一個氧化物陶瓷表面，一方面使用氧化物表面改善金屬與聚合物之間的粘附能力，另一方面在使用可降解聚合物時當聚合物降解后提供比純粹金屬表面更好的細胞相容性從而改善支架的爬皮性能，因而增加血管支架類醫療器械的安全性和有效性。

與冠脈支架類似，其他使用金屬材料為基礎材質的植入型醫療器械也有類似問題，而制造具有生物相容性的氧化物陶瓷表面的金屬材質的醫療器械是一種新穎、有效、有益的方法。

金屬氧化物生物陶瓷具有性能穩定、生物相容性好、易于滅菌等優點，同時與金屬材料相比，與高分子材料之間往往具有更好的粘附能力，同時也往往具有較好的細胞附著能力。但金屬氧化物也具有韌性相對較差、常規手段制備中需要較高的溫度的缺點。如果與金屬材料結合，在金屬材料表面形成致密的氧化物薄層，可以使獲得的復合材料器械同時具有金屬材料和氧化物陶瓷材料的優點，但技術難題在于如何獲得最薄的、致密的氧化物表面層，可以在相對較低的溫度下完成制備工作，并可以在各種異形曲面上的均勻、牢固附著。