[发明专利]氧化锌涂层改性的体内植入人工器官及其制备方法无效
申请号: | 200910214143.1 | 申请日: | 2009-12-24 |
公开(公告)号: | CN101745147A | 公开(公告)日: | 2010-06-23 |
发明(设计)人: | 陈弟虎;何振辉;黄展云;潘仕荣 | 申请(专利权)人: | 中山大学 |
主分类号: | A61L27/30 | 分类号: | A61L27/30;A61L27/06;A61L27/04;A61L31/08;A61L31/02;C23C14/35;C23C14/08;C23C14/06;C23C14/32 |
代理公司: | 广州三环专利代理有限公司 44202 | 代理人: | 戴建波 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 氧化锌 涂层 改性 体内 植入 人工 器官 及其 制备 方法 | ||
技术领域
本发明是关于无机材料的表面改性方法,特别是氧化锌薄膜的制备和表面改性的方法。
背景技术
生物材料直接与人体组织接触,故对材料表面有较高的要求。作为人体植入体的生物医用材料,必须满足如下条件:(1)血液相容性和组织相容性,确保植入体不会导致血栓的形成,不会对周围的细胞组织产生破坏;(2)化学稳定性,植入体不会产生降解作用;(3)良好的机械性能,具有低摩擦系数、高硬度、韧性好、抗疲劳、抗腐蚀等性能。
目前广泛研究的血液相容性材料概括起来可以分成三大类,一是医用高分子材料,二是金属及金属氧化物薄膜材料,三是碳素材料。这三大类材料作为医用生物材料各有优点,但在血液相容性方面仍存在不足,研究人员正通过对材料改性和改进材料的制备方法,使材料具备更优异的性能。
血液相容性和组织相容性是生物材料区别于其它材料的最根本特征,其良好的界面分子结构设计和表征则是长期悬而未决的基本科学问题。因此,抗凝血材料的研究和发展不仅对研制心血管医疗器械、推动相关学科的发展都是必不可少的,而且对消除无生命材料对有机体的作用与影响,实现两者的统一,加速生命科学的发展,都有着重要的科学意义和深远的影响。半个多世纪来,抗凝血材料的研究和发展已取得了很大的发展,但还不能完全满足心血管植入物及心血管医疗器械对血液相容性的需要。时至今日,抗凝血性材料的研发更具有巨大的实际效益和重大的科学意义。
人工器官通常都要进行表面改性,以适应在体内植入的要求。例如,西南交通大学在其中国专利97107606.5中公开了在人工器官表面的TiN涂层上合成TiO2-x表面改性层,该专利利用钛作为蒸发源、溅射源、金属等离子体源或基体材料,以氧为气氛环境,而实现对形状复杂、曲面的人工器官进行均匀的全方位镀膜;在其中国专利99117468.2中则公开了采用氢、钽或铌作为掺杂元素,利用表面改性技术合成氢、钽或铌掺杂钛-氧表面改性层。另外,西南交通大学在其中国专利03154172.0中还公开了一种用溅射技术进行人工器官表面处理的方法。
本申请的申请人在中国专利申请200710026880.X中,公开了一种经过表面改性处理的人工器官,该人工器官的表面均匀涂覆有经轻稀土元素镧和/或铈掺杂的二氧化钛复合膜,该二氧化钛复合膜的厚度为20-600纳米,优选为60-300纳米。
而近年来,由于氧化锌薄膜及其掺杂薄膜具有优异光电性能,用途广阔,且原料易得、价廉、毒性小,而成为光电研究领域最有开发潜力的薄膜材料之一,其中包括透明导电膜(TCO)、表面声学波(SAW)器件、光激射激光器、气敏传感器、紫外光探测器、显示以及与GaN互作缓冲层等。ZnO薄膜的制备方法多种多样,可以适应不同需求,传统方法如磁控溅射(Magnetron Sputtering)、化学气相沉积(CVD)及溶胶-凝胶法(Sol-Gel)等,新沉积工艺如激光脉冲沉积法(PLD)、分子束外延法(MBE)等。
目前体内植入的人工器官大多数用钛合金或不锈钢制作,具有很好的机械性能,但生物相容性较差,特别是与血液接触的人造器官,表现出较差的血液相容性,容易形成血栓,从而限制了其应用范围。
因此,有必要提供一种新型的人工器官,该人工器官采用全新的表面改性方法,以期望在人工器官的血液相容性、抗疲劳、抗腐蚀和耐磨损性能得到全面的改善。
发明内容
本发明的目的是提供一种体内植入的人工器官及其制备方法,该体内植入的人工器官采用氧化锌涂层进行改性,其能够改善体内植入的人工器官的血液相容性,同时具有良好的附着性能和机械性能。
为了实现上述的发明目的,一方面,本发明提供了一种用于体内植入的人工器官,该人工器官包括人工器官的基体和其表面改性层;其中,表面改性层是厚度为100~700纳米的氧化锌薄膜,优选是厚度为200~400纳米的氧化锌薄膜。
氧化锌薄膜材料具有凝血功能,本发明之所以选择其作为抗凝血材料,是因为其具有一系列的优势:氧化锌是一种无毒的无机物,人体不会对其产生排异反应,因而安全性高,而且锌是人体中不可缺少的元素,发挥着重要作用;氧化锌具有的抗菌、杀菌性能,可以减少材料植入后的细菌感染以及炎症的发生;其疏水表面使得器件不易污染,易于清洁、消毒;氧化锌薄膜作为优良的光电子和压电材料,可用于制作人体植入器件以及器件涂层。
本发明中,人工器官的基体可以为钛合金和/或不锈钢。
优选地,在本发明的人工器官中,氧化锌薄膜具有纤锌矿结构,其在X射线衍射中,具有明显的(002)择优取向生长;因为这种结构具有更好的机械附着性能和血液相容性。
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