[發(fā)明專利]一種醫(yī)用植入材料用鎂-銀-銅涂層及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710933687.8
• 申請(qǐng)日: 2017-10-10
• 公開（公告）號(hào): CN109652766B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于曉明;譚麗麗;楊柯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院金屬研究所
• 主分類號(hào): C23C14/16
• 分類號(hào): C23C14/16;C23C14/20;C23C14/32;A61L27/30;A61L27/54;A61L27/58
• 代理公司: 沈陽晨創(chuàng)科技專利代理有限責(zé)任公司 21001
• 代理人: 崔曉蕾

為了解決植入材料的骨結(jié)合及感染問題，本發(fā)明提供了一種醫(yī)用植入材料用鎂?銀?銅涂層及其制備方法，采用多弧離子鍍技術(shù)，在鈦及鈦合金、不銹鋼、高分子材料制成的實(shí)體或多孔結(jié)構(gòu)基體上制備金屬鎂?銀?銅涂層，該涂層的厚度為0.1?200μm，涂層中銀元素的質(zhì)量百分比為：0％＜Ag≤10％，銅元素的質(zhì)量百分比為：0％＜Cu≤2％。本發(fā)明所得帶有涂層的永久植入材料適合多種植入部位力學(xué)性能要求，且具極佳的生物相容性，同時(shí)具備殺菌功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)用材料領(lǐng)域，特別涉及齒科植入物、關(guān)節(jié)置換和人體組織缺損的填充材料及植入材料抗菌技術(shù)領(lǐng)域；具體為在植入物表面涂覆的鎂-銀-銅涂層材料及其制備方法。

背景技術(shù)

由于植入假體松動(dòng)和磨蝕引發(fā)的不良細(xì)胞反應(yīng)使人工關(guān)節(jié)等植入體只有10-15年的壽命，不能滿足長期使用要求。同時(shí)，感染仍然是骨科植入物災(zāi)難性的術(shù)后并發(fā)癥之一。植入體內(nèi)的金屬異物是導(dǎo)致此類感染發(fā)生的危險(xiǎn)因素，所引發(fā)的一系列體內(nèi)反應(yīng)包括巨噬細(xì)胞功能的減弱，局部免疫系統(tǒng)的鈍化等都為病原體的增殖創(chuàng)造了便利的條件。此外，植入物表面吸附的蛋白還能促進(jìn)細(xì)菌黏附到植入物表面引發(fā)感染。過去人們大多關(guān)注對(duì)環(huán)境和個(gè)人污染的清除及手術(shù)期全身抗生素的應(yīng)用，而新的方法是，針對(duì)該類感染發(fā)病的特殊機(jī)制，通過植入物表面修飾改性來降低感染的風(fēng)險(xiǎn)。

金屬材料一直以來被認(rèn)為具有生物穩(wěn)定性，雖然人們對(duì)其表面進(jìn)行了各種表面改性的工作，骨細(xì)胞的粘附生長仍不理想。而金屬材料中的鎂(Mg)，因?yàn)槠渚哂休^高的負(fù)電極電位，與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而降解，被人體吸收及代謝。同時(shí)，鎂具有生物活性，可誘導(dǎo)細(xì)胞分化、生長和血管的長入，其作為骨植入器件植入生物體后，骨細(xì)胞向鎂降解而減少的空間增殖、繁殖，隨著鎂逐步降解，形成新的具有原來特殊功能和形態(tài)的相應(yīng)組織和器官，達(dá)到修復(fù)創(chuàng)傷和重建功能的目的。此外，由于鎂降解而形成的堿性環(huán)境能達(dá)到抑制細(xì)菌生長的目的。鎂由于其力學(xué)性能的限制只能用于非承力的部位，如手指、腳趾等。目前德國Syntellix公司制造的MAGNEZIX鎂合金壓縮螺釘通過了CE認(rèn)證，韓國UI公司制造的鎂合金螺釘也通過了KFDA的批準(zhǔn)，用于指關(guān)節(jié)的骨折固定。國內(nèi)的中國科學(xué)院金屬研究所等，正在與東莞宜安、江蘇創(chuàng)生等醫(yī)療器械廠商進(jìn)行鎂合金產(chǎn)品申報(bào)。然而，上述產(chǎn)品均以實(shí)體塊材形式應(yīng)用，且用于非承力部位。目前未見將鎂基材料以薄膜的形式復(fù)合于現(xiàn)有醫(yī)用植入材料表面的相關(guān)報(bào)道，鎂基材料以薄膜形式可應(yīng)用于需承力部位，如人工關(guān)節(jié)等，這種新的使用形式將在醫(yī)用植入材料領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

人們使用銀(Ag)器的歷史十分悠久據(jù)，銀離子的殺菌作用也被人們廣泛應(yīng)用。1978年美國科學(xué)文摘報(bào)道，銀能殺滅650種不同的病原體。和抗生素不同，它可不加區(qū)分地有效殺滅各種細(xì)菌、真菌/酵母菌、病毒、支原體和寄生蟲等。并且極低的濃度，如每升水中只要含億萬分之二毫克的銀離子，即可殺死水中大部分細(xì)菌。銀的殺菌能力強(qiáng)，對(duì)人畜無害，因此半數(shù)以上的航空公司采用銀來凈化飲用水，許多國家的泳池采用銀離子消毒殺菌，銀離子殺菌也已經(jīng)進(jìn)入洗衣機(jī)等電器領(lǐng)域。銀離子殺菌也將在醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)揮其巨大作用。利用銅(Cu)離子來殺菌的歷史十分悠久，自1761年Schulthees采用硫酸銅防治小麥腥黑病起至今已有二百多年的歷史。有研究報(bào)道通過在純鈦中加入1％或5％的Cu元素，形成的Ti-Cu合金有明顯的殺菌功能，并在動(dòng)物體內(nèi)植入實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出了較強(qiáng)的抗炎癥作用及一定的促進(jìn)成骨的生物醫(yī)學(xué)功能。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決植入材料的組織結(jié)合及感染問題，本發(fā)明提供了一種醫(yī)用植入材料用鎂-銀-銅涂層及其制備方法，采用多弧離子鍍蒸鍍技術(shù)，在鈦及鈦合金、不銹鋼、高分子材料制備的實(shí)體及多孔結(jié)構(gòu)基體表面制備鎂-銀-銅涂層，以解決現(xiàn)有植入材料組織相容性欠佳及感染問題，該方法所得涂層具極佳的生物相容性，同時(shí)具備殺菌功能。

本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種醫(yī)用植入材料用鎂-銀-銅涂層，其特征在于：鎂-銀-銅涂層的厚度為0.1-200μm，涂層中銀元素的質(zhì)量百分比為：0％＜Ag≤10％，銅元素的質(zhì)量百分比為：0％＜Cu≤2％。