[发明专利]复合植入材料及其制造方法

说明书

本发明提供了一种复合植入材料及其制造方法。本发明的复合植入材料包括基材以及设置在所述基材表面上的涂层，所述涂层包含选自以下的材料：氧化锌、氧化钛、氧化铝。所述方法包括提供基材；将包含锌源、钛源和铝源的原料施涂在所述基材上以形成膜；以及对得到的具有膜的基材进行加热。

技术领域

本发明涉及外科领域，具体来说，本发明提供了一种适用于制造各种外科植入物的复合植入材料及其制造方法。本发明的复合植入材料具有优良的隔热性能，能够良好地解决植入物在电磁场中发热的问题。

背景技术

所有骨科疾病中，骨折内固定、关节置换等含金属植入物患者占较大比例。以关节置换为例，全世界每年有超过100万的患者接受人工关节置换，随着平均寿命和世界人口的不断增加，预计这一数字将呈指数式猛增。(AAOS.2007年，Mayo Clinic.2011年)目前金属植入物最主要的材料为合金材料，如不锈钢、钴铬合金和钛合金等。研究表明，钛及钛合金拥有更优秀的机械性能、抗腐蚀性和生物相容性，因此近年来钛及钛合金被更广泛的应用与制造各种矫形外科植入物上。在所有含金属植入物患者中，不少患者需要进行高频电疗以获得最佳康复疗效，但是传统的物理治疗学认为治疗区内有金属植入物时禁止使用高频电疗。其原因在于，当组织内有金属物体并处于高频电场作用下，金属物体对电场能量的分布产生一种分流的作用，电流将沿着电阻最小的分路通过，导致该处电流比较集中，产生分流效应。且任何交变电磁场中的金属物体都会在其内部产生感应电流，即涡流。此两种情况均可使植入物本身及其周围组织升温，从而对周围组织造成热损伤。如何解决高频电场中金属植入物升温造成的热损伤是目前物理医学亟待解决的问题。

该问题良好的解决办法一是减少金属植入物产热，二是在金属植入物表面设置热障层。对于在金属植入物表面覆盖热障材料层的做法，要求该热障材料层必须具有良好的生物相容性，即能够在人体内运作而不会引起排斥反应。它们还须具备良好的机械性：足够牢固以承受负重、足够有弹性以承受压力而不至破损，足够光滑以协调各组件之间相互移动。此外，它们还必须有抗腐蚀性、抗降解性和耐磨性，并可以在长时间内保持其强度和形状。

目前人们仍在探索同时满足上述隔热性能、生物相容性、耐磨性和耐腐蚀性的用于植入物的材料。

发明内容

为了解决上述问题，本发明利用氧化铝(Al₂O₃)、氧化锌(ZnO)、氧化钛(TiO₂)以及任选的钛(Ti)、碳(C)、氮化硅(Si₃N₄)等具有良好的耐腐蚀性、优良的生物相容性以及热学性能的生物惰性涂层材料，用不同的工艺方法，将之涂覆在钛及钛合金等基材表面，形成具有低热降功能的薄膜，达到降低高频电场中金属植入物温度升高对周围组织的伤害的作用。

为了达到上述目的，本发明的构思是：

用不同的工艺方法，如提拉法、溶胶凝胶法、喷洒法、磁控溅射法等，将氧化铝(Al₂O₃)、氧化锌(ZnO)、氧化钛(TiO₂)以及任选的钛(Ti)、碳(C)、氮化硅(Si₃N₄)等生物惰性涂层材料涂覆在钛及钛合金基体表面，形成具有低热降功能的梯度掺杂的多层薄膜或者混合材料的单层薄膜，达到降低高频电场中金属植入物温度升高的作用。

根据本发明的一个实施方式，本发明提供了一种复合植入材料，所述复合植入材料包含：

(i)基材；

(ii)设置在所述基材表面上的涂层，所述涂层包含选自以下的材料：氧化锌、氧化钛、氧化铝。

根据本发明的一个实施方式，所述涂层中氧化锌、氧化钛和氧化铝的重量比为氧化锌:氧化钛:氧化铝＝1:2～6:0.5～2。