[发明专利]具有生物特性的金属材料及由其制成的制品

说明书

本发明的方面涉及具有生物特性如抗菌性的金属材料和由所述金属材料制成的制品。

相关申请

本申请要求于2019年3月22日提交的第62/822,134号美国临时申请的优先权，其公开内容据此通过援引整体并入本文。

技术领域

本公开内容的方面涉及具有均匀的平均晶粒尺寸的纳米结构和生物特性的金属材料和金属装置。

背景技术

据报道，美国每年出现约400,000例与血管导管相关的菌血症和真菌血症。此类感染可能是危及生命的，并且通常难以治疗。减少或防止定殖的杀菌作用通常是通过用抗生素涂覆装置。

或者，希望可植入装置增加或减少真核细胞的粘附和/或生长。

发明内容

本公开内容的方面涉及具有提供促进抗菌作用、改善真核细胞生长或其组合的表面能的晶粒尺寸的金属材料及由其制成的制品。

本公开内容的方面涉及金属材料，所述金属材料包含均匀的晶粒，所述晶粒具有100nm至3μm、更特别地200nm至1μm并且更特别地200nm至500nm的平均晶粒尺寸，其被配置为(i)抑制微生物的粘附、生长或其组合，(ii)促进预先确定的真核细胞的粘附、生长或其组合，或者(iii)抑制预先确定的真核细胞的粘附、生长或其组合。

在一些实施方案中，所述金属材料使微生物在所述金属材料上的吸附或生长被抑制至少50％。在一些实施方案中，所述微生物是革兰氏阳性细菌。在一些实施方案中，所述微生物是革兰氏阴性细菌。在一些实施方案中，所述微生物是金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、大肠杆菌、多重耐药性(MDR)大肠杆菌或铜绿假单胞菌中的一种。

在一些实施方案中，所述金属材料降低炎性细胞吸附或生长，降低细菌吸附或生长，增加成骨细胞吸附或生长，增加内皮细胞吸附或生长或其组合。

在一些实施方案中，所述金属材料具有由响应图谱确定的基本上抑制微生物的吸附或生长的平均晶粒尺寸，所述响应图谱是通过在具有不同平均晶粒尺寸的晶粒的金属材料上培养微生物并且将培养后的微生物的数量相对于平均晶粒尺寸作图而获得的结果。

在一些实施方案中，所述晶粒具有0.1μm以上至3μm以下的平均晶粒尺寸。在一些实施方案中，所述晶粒具有0.2μm以上至1μm以下的平均晶粒尺寸。在一些实施方案中，所述晶粒具有0.2μm以上至0.5μm以下的平均晶粒尺寸。在一些实施方案中，所述晶粒具有0.1μm以上至1μm以下的平均晶粒尺寸。在一些实施方案中，所述晶粒具有0.2μm以上至0.5μm以下的平均晶粒尺寸。

在一些实施方案中，所述金属材料可以是不锈钢。在一些实施方案中，所述金属材料可以是304型不锈钢。在一些实施方案中，所述金属材料可以是316型不锈钢。在一些实施方案中，所述316型不锈钢是316L不锈钢。

在一些实施方案中，所述金属材料是丝或棒。在一些实施方案中，所述平均晶粒尺寸是0.1μm以上至3μm以下。在一些实施方案中，所述平均晶粒尺寸是0.2μm以上至1μm以下。在一些实施方案中，所述平均晶粒尺寸是0.2μm至0.5μm。

本公开内容的一些方面涉及由本文描述的金属材料制成的医疗装置。

本公开内容的一些方面涉及由本文描述的金属材料制成的箔。

本公开内容的一些方面涉及由本文描述的金属材料制成的器械。

本公开内容的一些方面涉及包含平均晶粒尺寸为0.2μm至1μm的晶粒的金属丝，其中所述金属丝具有抗菌性。在一些实施方案中，所述平均晶粒尺寸是0.2μm至0.5μm。