[發明專利]一種鈦鉭復合植入物及其制備方法

在審

• 申請號: 202310026061.4
• 申請日: 2023-01-09
• 公開（公告）號: CN116212105A
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 曾達;陳艷文;謝澤陽;胡征宇;陳劍峰
• 申請（專利權）人: 大博醫療科技股份有限公司
• 主分類號: A61L27/06
• 分類號: A61L27/06;A61L27/02;A61L27/50;C23C14/04;C23C14/16;C23C4/08;C25D11/26
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司 35218
• 代理人: 劉小勤

本發明涉及一種鈦鉭復合植入物及其制備方法，包括以下步驟：對鈦或鈦合金植入物進行A、B區域分割，定義A區域為鉭，定義B區域為鈦；對所述B區域進行掩膜覆蓋，在所述A區域形成鉭層，所述B區域被掩膜覆蓋保護，在完成A區域的鉭層制備后，對所述掩膜進行清除，得到局部覆蓋鉭層的植入物；對所述局部覆蓋鉭層的植入物進行陽極氧化處理，電壓為10～160V，溫度為10～50℃，時間為30s～300s，得到鈦鉭復合植入物，所述鈦鉭復合植入物具有雙色膜層，兼具功能效果和功能標識，不僅解決了鈦鉭復合存在的電偶腐蝕問題，而且可以通過顏色來識別鉭功能區域、鈦功能區域，拓寬復合植入物材料的應用場景，解決臨床痛點，具有廣泛的運用前景。

技術領域

本發明涉及醫用材料表面處理領域，尤其是一種鈦鉭復合植入物及其制備方法。

背景技術

鈦由于其具有良好的自鈍化性質，一定的耐腐蝕性廣泛被用作醫用植入物產品的材料植入人體，用以提供力學支撐。單純的純鈦材料由于其強度相對較低，難以滿足臨床的強度要求，因此較多的使用TC4及TC20等鈦合金材料，以滿足力學支撐的強度及疲勞性能要求。而鈦合金中Al、V、Nb等元素的加入，也在一定程度上增加了醫用鈦合金材料在人體使用過程中Al、V、Nb等離子析出的風險，在體液浸泡下的離子析出，尤其是部分產品是作為長期植入更增大了相應的析出概率和析出量，增加了對人體的毒性以及過敏性風險。因此有必要針對鈦合金材料進行涂層處理提高其表面的生物相容性以及阻擋鈦合金基體的離子析出風險。

鉭作為一種新型的醫用植入物材料近年來引起了一定的關注，尤其是其生物相容性更好，耐蝕性更高，具有潛在的醫用應用價值，但是其成本較高，密度較大，難以單獨作為植入物使用，因此將鈦及鉭復合作為醫用植入物，有效利用兩者各自的優勢具有重要的臨床應用價值。

但是，鈦鉭作為兩種金屬元素，兩者存在較大的電勢差，鈦的電極電位在-1.2～-1.4V之間，而鉭的電極電位在-0.6～-0.8V左右，完全不同于傳統的工業應用的空氣環境，醫用材料植入物是在體液環境下使用，因為兩者存在較大的電勢差，在體液介質的導通下存在較大的電偶腐蝕的風險。因此，鈦鉭的電極電位沒有交集，且同步復合存在電偶腐蝕風險，使得成功實現鈦鉭復合存在較大技術難度。

專利申請CN110359075A公開了一種鈦合金涂層材料，通過對鈦合金的陽極氧化，形成了一層致密的TiO₂氧化膜，在TiO₂氧化膜上通過磁控濺射制備一層鉭涂層，對鈦合金進行了全面覆蓋，從而隔絕了鈦合金中鋁釩元素對人體的影響。然而這種金屬基體上氧化形成無機非金屬的氧化涂層，后再沉積金屬涂層的方式，材料的物理及化學性質存在顯著的差別。金屬材料Ti和Ta以金屬鍵方式結合，而無機非金屬材料的金屬氧化物TiO₂則主要以離子鍵方式結合，Ti、TiO₂、Ta三者熱膨脹系數以及熱沖擊抗力存在較大差別，三者形成的由內向外的Ti-TiO₂-Ta“三明治”結構，在內植物在進行臨床使用前的121～132℃高溫濕熱滅菌下，容易出現脫落，使用風險較大。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有的鈦復合醫用材料存在的問題，提供一種鈦鉭復合植入物的制備方法，針對電偶腐蝕問題，對植入物進行功能分區，分成A、B兩個區域，定義A區域為鉭，定義B區域為鈦，二者具有嚴格的界限，因而可以將電偶腐蝕風險降至最低。

本發明采用鈦或者鈦合金作為加工基體，在A區域形成鉭層后，接著進行陽極氧化，以進一步地消除電偶腐蝕風險，同時進一步提升產品的生物相容性、耐電偶腐蝕性，減少臨床使用風險。發明人意外地發現，在陽極氧化中，通過控制陽極溶液的組成、電壓、溫度和時間，可以形成雙色對應效果，且兩種顏色與A、B區域剛好一一對應，起到識別和標識功能區域作用，從而本發明制備的產品在臨床運用中，可以通過顏色來識別鉭功能區域和鈦功能區域，這將進一步拓寬復合植入物材料的應用場景，更加有利于解決臨床痛點，如通過顏色標識植入物的左側/右側使用，骨板的正反面使用標識。