[发明专利]金属植入物及其表面处理的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属植入物及其表面处理的方法，且特别有关于一种表面具有微米级孔洞与纳米级孔洞共存的金属植入物及其表面处理的方法。

背景技术

目前，在金属植入物(implant)表面形成多孔结构为有多种，例如：离子喷涂法(plasma spray process)、烧结法(sintering process)和扩散键结法(diffusion bonding process)。

然而，上述的离子喷涂法(plasma spray process)经常形成对外部不连通的中空孔洞使骨头无法长入，造成边界断裂。而上述的烧结法(sintering process)除了会形成上述对外不连通的中空孔外，还会造成疲劳强度(fatigue strength)变差。因此离子喷涂法与烧结法均被认为不能用于骨科用植入物的主体结构。

此外，上述的扩散键结法，例如利用气相沉积技术(vapor deposition techniques)制成的多孔钽结构(porous tantalum structure)，虽能得到较佳的多层孔洞结构，免除对外不连通孔洞的中空孔所造成的缺点，但该结构强度较差，因此易因弯曲力(bending force)造成结构变型甚至破坏，而且该方法制成品成本昂贵，故不易被应用接受。

因此，目前有一新方法为使用电化学阳极处理的方式在金属植入物(implant)表面形成多孔结构，使表面粗糙度增加，以利金属植入物植入生物体内后细胞攀附促使伤口愈合时间缩短，以改善上述不便。

简单说来，电化学方式需以高电流密度方式进行实验，故实验所放出的高热会瞬间达700～900℃，使表面产生微米级孔洞型态，此微米级孔洞大小介于0.2um～7um之间。

但是，使用高电流密度方式进行电化学实验，高电流密度的方式不仅耗能，且其表面形成的多孔结构的孔径范围也仅限于只有微米级孔洞型态或只有纳米级孔洞型态，因此，孔洞结构的大小变化被受限制。

发明内容

本发明提供一种金属植入物，金属植入物表面具有微米级孔洞与纳米级孔洞共存，提高金属植入物表面孔洞结构的变化。

本发明另提供一种金属植入物的表面处理的方法，利用低电流密度的电化学技术制成，可降低能源消耗，更达到使表面粗糙度增加，以缩短金属植入物植入生物体内后伤口愈合的时间。

本发明提出一种金属植入物，其表面具有多个微米级孔洞与多个纳米级孔洞，微米级孔洞与纳米级孔洞通过一阴极处理与一阳极处理反应产生。

在本发明一实施例中，其中所述的金属植入物的材质为一钛金属、一钛合金或一含钛元素的金属。

在本发明一实施例中，其中所述的微米级孔洞的孔径介于0.1um～200um之间，纳米级孔洞的孔径介于20nm～100nm之间。

在本发明一实施例中，其中所述的阴极处理流程为将金属植入物置于阴极处，并将一电极置于阳极处，且提供一电流于电极。

在本发明一实施例中，其中所述的阳极处理流程为将金属植入物置于阳极处，并将一电极置于阴极处，且提供一电流于金属植入物。

本发明另提出一种金属植入物的表面处理方法，包括：首先，提供一金属植入物以及一槽体，槽体内置有一电极且含有一电解液。之后，将金属植入物置于阴极处，并将电极置于阳极处，当电解液于一第一预设温度时，提供一第一电流于电极。之后，停止施加第一电流后，将金属植入物置于阳极处，并将电极置于阴极处，当电解液于一第二预设温度时，提供一第二电流于金属植入物，借此形成多个微米级孔洞与多个纳米级孔洞。最后，停止施加第二电流。

在本发明一实施例中，其中所述的金属植入物的材质为一钛金属、一钛合金或一含钛元素的金属。

在本发明一实施例中，其中所述的电极为一钛电极、一白金电极或为一石墨电极。

在本发明一实施例中，其中所述的第二电流的施加方式为一电流阶梯式上升的方式。

在本发明一实施例中，其中所述的第一电流的电流密度为10^-1～1ASD(amperage/dm2)。

在本发明一实施例中，其中所述的第二电流的电流密度为10^-2～4ASD(amperage/dm2)。

在本发明一实施例中，其中所述的第一电流的通电时间为1分钟至240分钟之间。

在本发明一实施例中，其中所述的第二电流的通电时间为5分钟至30分钟之间。

在本发明一实施例中，其中所述的第一预设温度为10℃至50℃之间，较佳为25℃至35℃之间。