[發(fā)明專利]含聚己內(nèi)酯/聚維酮碘表層的載碘鈦合金醫(yī)用部件及其制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010565317.5
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111588904B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葉招明;滕王鍶源;劉安;王翊凱;方亮
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: A61L27/06
• 分類號: A61L27/06;A61L27/30;A61L27/34;A61L27/56;A61L27/54;A61L27/58;C25D9/08;C25D11/02;C25D11/26
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;朱思蘭

本發(fā)明提供了一種抗菌的含聚己內(nèi)酯/聚維酮碘表層的載碘鈦合金醫(yī)用部件及其制作方法，本發(fā)明通過微弧氧化反應(yīng)及表面碘修飾的方法將含碘涂層固定至鈦合金上，并在此結(jié)構(gòu)之上構(gòu)建一層高聚合物復(fù)合結(jié)構(gòu)，從而獲得穩(wěn)定的抗菌性能；通過此工藝制得的材料具有較為明顯的廣譜抗菌作用，抗菌有效成分為碘；此外，通過構(gòu)建聚己內(nèi)酯/聚維酮碘表層結(jié)構(gòu)解決了材料表面碘不穩(wěn)定、易揮發(fā)的缺點，保障了材料抗菌性能的穩(wěn)定性；并且隨著表層結(jié)構(gòu)的逐步降解，其下的碘被逐步釋放，這在一定程度上也延長了材料的有效抗菌時長；本發(fā)明可有效降低目前在使用鈦合金植入物的外科手術(shù)后出現(xiàn)的早期感染及其相關(guān)并發(fā)癥。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種含聚己內(nèi)酯/聚維酮碘表層的載碘鈦合金醫(yī)用部件及其制作方法，所述載碘鈦合金醫(yī)用部件具有優(yōu)異、穩(wěn)定、時效長的抑菌性能。

背景技術(shù)

隨著醫(yī)用材料技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)用內(nèi)植入物的適用范圍及使用量在全球范圍內(nèi)均呈逐年遞增趨勢。因此，內(nèi)植入物引起的相關(guān)感染也隨之成為目前臨床醫(yī)生難以避免且較為棘手的問題。現(xiàn)階段，臨床上主要采取全身應(yīng)用抗生素的方法來治療此類感染。然而，這種治療方法要求長期足量的抗生素應(yīng)用，這會造成人體正常菌群失調(diào)，出現(xiàn)二重感染，嚴(yán)重時威脅生命。此外，在發(fā)生內(nèi)植入物相關(guān)感染時，感染病灶處局部血供通常較差并且細(xì)菌常會形成阻礙藥物滲透的生物膜，導(dǎo)致感染灶及附近血藥濃度低，難以發(fā)揮抗生素的效果。因此，將內(nèi)植入物表面進(jìn)行改性處理，使其本身具備抗感染的特性，不失為一種解決內(nèi)植入物相關(guān)感染的有效方法。

微弧氧化法是一種新型的表面改性方法。微弧氧化所形成的金屬表面涂層為通電后金屬表面立即生成的一層極薄的氧化絕緣層。其反應(yīng)溶液的電解離子能夠參與微弧反應(yīng)放電區(qū)的物理化學(xué)反應(yīng)，擊穿氧化膜并沉積于涂層內(nèi)。因此，研究者們利用這一現(xiàn)象將鈣、磷元素引入涂層中，已達(dá)到改善其生物活性的目的。有文獻(xiàn)證明利用微弧氧化技術(shù)在鈦基材上制備的二氧化鈦涂層不僅存在誘導(dǎo)羥基磷灰石在材料表面生長的特性，而且具有良好的細(xì)胞粘附特性。本發(fā)明也應(yīng)用了含鈣含磷的溶液進(jìn)行微弧氧化，在增加材料表面積增加碘附著面積的同時，也使基材具備一定的生物活性。

聚己內(nèi)酯是一種具有良好生物安全性及生物降解性能的高聚合物，其降解產(chǎn)物為CO₂和H₂O。文獻(xiàn)報道聚己內(nèi)酯在體內(nèi)降解的分子片斷被吞噬細(xì)胞吞噬后，在細(xì)胞內(nèi)降解的產(chǎn)物可隨機體正常代謝排出體外。目前，聚己內(nèi)酯已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥及生物領(lǐng)域，如構(gòu)建可控釋藥物載體，細(xì)胞、組織培養(yǎng)基架，制作完全可降解塑料手術(shù)縫合線、醫(yī)用造型材料等。

碘及碘類化合物具備強大的抑菌性能。目前已有多種碘及其化合物被用于包括皮膚及部分粘膜在內(nèi)的醫(yī)用消毒領(lǐng)域，具備良好的生物安全性。通過在材料表面修飾碘及其化合物的方法，便可賦予材料可靠的抑菌性能。

本發(fā)明通過在載碘鈦合金部件上構(gòu)建聚己內(nèi)酯(PCL)/聚維酮碘(PVP-I)的共聚物表層，達(dá)到既保留PCL原本的高生物安全性，又賦予材料早期的抑菌性能，同時還解決了單純在鈦合金表面載碘出現(xiàn)的碘難以穩(wěn)定持續(xù)存在的問題。此外，當(dāng)表層的PCL/PVP-I共聚層不斷降解，其下的碘修飾層的碘被緩慢釋放，進(jìn)而達(dá)到了延長抑菌有效時間的效果。同時隨著微弧氧化層暴露比例逐漸增大，材料表面也將呈現(xiàn)出一定的成骨活性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對鈦合金醫(yī)用材料在外科矯形領(lǐng)域使用時引起的植入物感染問題，提供具備抑菌性質(zhì)的含聚己內(nèi)酯/聚維酮碘表層的載碘鈦合金醫(yī)用部件及其制作方法。

本發(fā)明運用PCL/PVP-I及碘化鉀溶液對微弧氧化鈦合金表面進(jìn)行改性處理，主要包括構(gòu)建多孔載碘層、碘表面修飾以及表面構(gòu)建聚己內(nèi)酯/聚維酮碘表層三個步驟。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種載碘鈦合金醫(yī)用部件，自內(nèi)而外依次為鈦合金基材、多孔碘修飾層、聚己內(nèi)酯/聚維酮碘表層；

所述載碘鈦合金醫(yī)用部件的制備方法為：