專利名稱：表面沉積鈣磷陶瓷的鎳鈦非血管腔道支架及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鎳鈦記憶合金非血管腔道支架及其制備方法，特別是涉及一種表面具有良好生物相容性的鈣磷生物陶瓷涂層的鎳鈦記憶合金非血管腔道支架及其制備方法，屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，鎳鈦記憶合金非血管腔道支架在治療食道、幽門、賁門、呼吸道及膽管、尿道等非血管腔道內(nèi)良性、惡性狹窄病例方面得到了成功而廣泛的應(yīng)用。盡管如此，由于鎳鈦記憶合金含有近50％原子百分比的具有致癌性的Ni元素，因此醫(yī)學(xué)界對(duì)鎳鈦合金作為人體植入物的安全性存在普遍的擔(dān)心，近期在臨床上也出現(xiàn)了鎳鈦合金醫(yī)療器件致敏的病案報(bào)道。此外，鎳鈦非血管腔道支架在消化道酸性環(huán)境下易于發(fā)生腐蝕性脆性斷裂，導(dǎo)致手術(shù)失敗。采用表面改性技術(shù)在鎳鈦記憶合金表面制備生物涂層(膜)，可減少人體環(huán)境下Ni離子的溶出，提高其生物相容性和耐腐蝕性能，獲得使用安全性更高的鎳鈦記憶合金醫(yī)療器件。目前已被應(yīng)用于鎳鈦合金表面改性的生物涂層(膜)有多種，如TiO2、N+、類金剛石膜(DLC)等。由于人體硬組織的主要無機(jī)質(zhì)是鈣磷陶瓷，因此磷酸鈣、羥基磷灰石、摻入CO32-離子的類骨磷灰石或磷酸八鈣等鈣磷陶瓷相組成的涂層是理想的選擇。
通常鈣磷陶瓷涂層采用等離子噴涂方法制備，但該方法對(duì)形狀復(fù)雜、由細(xì)絲或薄壁管材制備的非血管腔道支架不適合，特別是其高溫過程會(huì)使鎳鈦記憶合金的記憶性能發(fā)生不確定的改變，從而影響其使用功能。因此，目前還沒有表面具有鈣磷生物陶瓷涂層的理想的鎳鈦記憶合金非血管腔道支架可以應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是針對(duì)目前鎳鈦記憶合金非血管腔道支架存在的上述不足，提供一種表面沉積鈣磷陶瓷的鎳鈦非血管腔道支架及其制備方法，該鎳鈦記憶合金非血管腔道支架表面的鈣磷生物陶瓷涂層有效減少人體環(huán)境下鎳鈦記憶合金中Ni離子的溶出，提高了非血管腔道支架的生物相容性和耐腐蝕性能。
技術(shù)方案本發(fā)明通過以下技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)表面沉積鈣磷陶瓷的鎳鈦非血管腔道支架的金屬基體表面有一層生物相容性良好的鈣磷生物陶瓷涂層。所述及的鈣磷生物陶瓷涂層具有雙層結(jié)構(gòu)，由與非血管腔道支架表面接觸的磷酸鈣非晶底層和類骨磷灰石晶相表面層組成，磷酸鈣非晶底層厚度為1-10μm類骨磷灰石表面層厚度為10-100μm。
本發(fā)明的表面沉積鈣磷陶瓷的鎳鈦非血管腔道支架的制備方法包括如下步驟1)首先用鎳鈦記憶合金加工好非血管腔道支架；2)將非血管腔道支架進(jìn)行表面活化處理，然后通過兩步仿生沉積處理，在非血管腔道支架表面獲得由磷酸鈣非晶底層和類骨磷灰石晶相表面層依次組成的鈣磷生物陶瓷層；3)將具有鈣磷生物陶瓷涂層的非血管腔道支架清洗、消毒、備用，也可根據(jù)需要，進(jìn)一步在該支架上復(fù)合生物相容性好的高分子膜和藥物膜，增強(qiáng)使用功能。
上述制備方法中所述及的非血管腔道支架是由鎳鈦記憶合金管材激光刻制或絲材編織而成，可置入食道、幽門、賁門、呼吸道、膽管、尿道等人體內(nèi)非血管腔道內(nèi)，起腔道擴(kuò)張作用，其結(jié)構(gòu)形式可以是現(xiàn)有技術(shù)中的任何一種或其它新的形式，本發(fā)明不再贅述。
本發(fā)明所采用的鈣磷生物陶瓷涂層的仿生制備方法全部在較低溫下完成，對(duì)鎳鈦記憶合金非血管腔道支架的性能無影響，且無需專用設(shè)備。
所述及的表面活化處理采用濃度為10-60％的沸騰的H2O2水溶液，處理時(shí)間為10-90分鐘，取出沖洗后，再浸泡在溫度為30-80℃、濃度為1-10M的NaOH水溶液中6-48小時(shí)。
所述的兩步仿生沉積處理包括如下步驟1)制備仿生鈣化溶液A仿生鈣化溶液A按離子濃度計(jì)的有效成分含量鈉離子500-850mM、鎂離子4.5-6.0mM、鈣離子10.0-13.5mM、氯離子500-800mM、磷酸氫根離子4.0-6.0mM、碳酸氫根離子15.0-30.0mM；2)制備仿生鈣化溶液B仿生鈣化溶液B按離子濃度計(jì)的有效成分含量鈉離子100.0-180.0mM、鉀離子4.0-5.5mM、鎂離子3.0-4.5mM、鈣離子2.0-3.5mM、氯離子80.0-150.0mM、磷酸氫根離子0.5-1.5mM、碳酸氫根離子6.5-12.0mM、硫酸根離子0.5-1.0mM；3)磷酸鈣非晶底層仿生沉積處理將表面活化處理過的鎳鈦非血管腔道支架浸入溫度為10-30℃仿生鈣化溶液A中，在攪拌條件下，仿生沉積處理12-36小時(shí)后取出，清洗，干燥，鎳鈦非血管腔道支架表面獲得厚度1-10μm、致密的磷酸鈣非晶層；4)類骨磷灰石晶相表面層仿生沉積處理將表面具有磷酸鈣非晶層的鎳鈦非血管腔道支架浸入溫度為30-50℃仿生鈣化溶液B中，仿生沉積處理12-144小時(shí)取出，清洗，干燥，鎳鈦非血管腔道支架表面磷酸鈣非晶底層上進(jìn)一步沉積厚度為10-100μm、多孔的類骨磷灰石晶相表面層。
有益效果本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果如下(1)本發(fā)明表面沉積鈣磷陶瓷的鎳鈦記憶合金非血管腔道支架具有良好生物相容性的生物陶瓷涂層，可有效減少人體環(huán)境下鎳鈦記憶合金支架中Ni離子的溶出，提高非血管腔道支架的生物相容性和耐腐蝕性能，減少鎳鈦非血管腔道支架在消化道酸性環(huán)境下的腐蝕性脆性斷裂。
(2)本發(fā)明鎳鈦記憶合金非血管腔道支架表面的鈣磷生物陶瓷涂層具有理想的雙層結(jié)構(gòu)鈣磷非晶底層薄而致密，與金屬基體結(jié)合牢固，并可作為“晶核基面”促進(jìn)類骨磷灰石晶相表面層的沉積生長(zhǎng)。該鈣磷生物陶瓷涂層與鎳鈦記憶合金基體的結(jié)合強(qiáng)度高。
(3)本發(fā)明在鎳鈦記憶合金非血管支架表面制備鈣磷生物陶瓷涂層的仿生方法全部在較低溫下完成，對(duì)鎳鈦合金基體的記憶效應(yīng)和超彈性無影響，適用于形狀復(fù)雜、由細(xì)絲或薄壁管材制備的鎳鈦記憶合金非血管腔道支架，且無需專用設(shè)備。
本發(fā)明可置入食道、幽門、賁門、呼吸道、膽管、尿道等人體內(nèi)非血管腔道內(nèi)，起腔道擴(kuò)張作用，具體實(shí)例方式實(shí)施例1一種表面沉積鈣磷陶瓷的鎳鈦記憶合金非血管腔道支架，其特征在于該鎳鈦記憶合金非血管腔道支架表面有一層生物相容性良好的鈣磷生物陶瓷涂層，該鈣磷生物陶瓷涂層具有雙層結(jié)構(gòu)，由與非血管腔道支架表面接觸的磷酸鈣非晶底層和類骨磷灰石晶相表面層組成，磷酸鈣非晶底層厚度為1.5-2.0μm；類骨磷灰石表面層厚度為15-20μm。其制備步驟如下
1)首先用鎳鈦記憶合金加工好非血管腔道支架；2)非血管腔道支架表面活化處理將鎳鈦記憶合金非血管腔道支架依次用丙酮、70％的酒精、蒸餾水超聲清洗后，采用濃度為20％的沸騰的H2O2水溶液處理，處理時(shí)間為45分鐘，取出沖洗后，再浸泡在溫度為30-50℃、4M的NaOH水溶液中24-36小時(shí)后，取出蒸餾水沖洗，70℃干燥。
3)磷酸鈣非晶底層仿生沉積處理將表面活化處理過的非血管腔道支架浸入溫度為20℃仿生鈣化溶液A中，仿生鈣化溶液A按離子濃度計(jì)的有效成分含量為鈉離子610mM、鎂離子4.5mM、鈣離子12.5mM、氯離子610.0mM、磷酸氫根離子5.0mM、碳酸氫根離子18.0mM。仿生鈣化溶液A采用磁力攪拌器攪動(dòng)，仿生沉積處理12-24小時(shí)后取出，蒸餾水超聲清洗，室溫干燥，非血管腔道支架表面獲得厚度1.5-2.0μm、致密的磷酸鈣非晶層。
4)類骨磷灰石晶相表面層仿生沉積處理將表面具有磷酸鈣非晶層的非血管腔道支架浸入溫度為30℃仿生鈣化溶液B中，仿生鈣化溶液B按離子濃度計(jì)的有效成分含量鈉離子120.0mM、鉀離子5.0mM、鎂離子3.5mM、鈣離子2.5mM、氯離子120.0mM、磷酸氫根離子1.0mM、碳酸氫根離子11.0mM、硫酸根離子0.5mM。仿生沉積處理12-36小時(shí)取出，蒸餾水超聲清洗，室溫干燥，非血管腔道支架表面磷酸鈣非晶底層上進(jìn)一步沉積厚度為15-20μm、多孔的類骨磷灰石晶相表面層。
5)最后，將具有鈣磷生物陶瓷涂層的非血管腔道支架清洗、消毒、備用，也可根據(jù)需要，進(jìn)一步在該支架上復(fù)合生物相容性好的高分子膜和藥物膜，增強(qiáng)使用功能。
實(shí)施例2一種表面沉積鈣磷陶瓷的鎳鈦記憶合金非血管腔道支架，其特征在于該鎳鈦記憶合金非血管腔道支架表面有一層生物相容性良好的鈣磷生物陶瓷涂層，該鈣磷生物陶瓷涂層具有雙層結(jié)構(gòu)，由與非血管腔道支架表面接觸的磷酸鈣非晶底層和類骨磷灰石晶相表面層組成，磷酸鈣非晶底層厚度為7.5-9.0μm；類骨磷灰石表面層厚度為60-80μm。其制備步驟如下1)首先用鎳鈦記憶合金加工好非血管腔道支架；2)非血管腔道支架表面活化處理將鎳鈦記憶合金非血管腔道支架依次用丙酮、70％的酒精、蒸餾水超聲清洗后，采用濃度為30％的沸騰的H2O2水溶液處理，處理時(shí)間為90分鐘，取出沖洗后，再浸泡在溫度為60-70℃、濃度為8M的NaOH水溶液中24-36小時(shí)。
3)磷酸鈣非晶底層仿生沉積處理將表面活化處理過的非血管腔道支架浸入溫度為30℃仿生鈣化溶液A中，仿生鈣化溶液A按離子濃度計(jì)的有效成分含量為鈉離子610mM、鎂離子4.5mM、鈣離子12.5mM、氯離子610.0mM、磷酸氫根離子5.0mM、碳酸氫根離子18.0mM。仿生鈣化溶液A采用磁力攪拌器攪動(dòng)，仿生沉積處理24-36小時(shí)后取出，蒸餾水超聲清洗，室溫干燥，牙齒矯形絲表面獲得厚度7.5-9.0μm、致密的磷酸鈣非晶層。
4)類骨磷灰石晶相表面層仿生沉積處理將表面具有磷酸鈣非晶層的非血管腔道支架浸入溫度為50℃仿生鈣化溶B中，仿生鈣化溶液B按離子濃度計(jì)的有效成分含量鈉離子120.0mM、鉀離子5.0mM、鎂離子3.5mM、鈣離子2.5mM、氯離子120.0mM、磷酸氫根離子1.0mM、碳酸氫根離子11.0mM、硫酸根離子0.5mM。仿生沉積處理72-144小時(shí)取出，蒸餾水超聲清洗，室溫干燥，牙齒矯形絲表面磷酸鈣非晶底層上進(jìn)一步沉積厚度為60-80μm、多孔的類骨磷灰石晶相表面層。
5)最后，將具有鈣磷生物陶瓷涂層的非血管腔道支架清洗、消毒、備用，也可根據(jù)需要，進(jìn)一步在該支架上復(fù)合生物相容性好的高分子膜和藥物膜，增強(qiáng)使用功能。
實(shí)施例3一種表面沉積鈣磷陶瓷的鎳鈦記憶合金非血管腔道支架，其特征在于該鎳鈦記憶合金非血管腔道支架表面有一層生物相容性良好的鈣磷生物陶瓷涂層，該鈣磷生物陶瓷涂層具有雙層結(jié)構(gòu)，由與非血管腔道支架表面接觸的磷酸鈣非晶底層和類骨磷灰石晶相表面層組成，磷酸鈣非晶底層厚度為7.5-9.0μm；類骨磷灰石表面層厚度為40-50μm。其制備步驟如下1)首先用醫(yī)用鎳鈦記憶合金加工好非血管腔道支架；2)非血管腔道支架表面活化處理將鎳鈦記憶合金非血管腔道支架依次用丙酮、70％的酒精、蒸餾水超聲清洗后，采用濃度為30％的沸騰的H2O2水溶液處理，處理時(shí)間為90分鐘，取出沖洗后，再浸泡在溫度為60-70℃、濃度為8M的NaOH水溶液中24-36小時(shí)。
3)磷酸鈣非晶底層仿生沉積處理將表面活化處理過的非血管腔道支架浸入溫度為30℃仿生鈣化溶液A中，仿生鈣化溶液A按離子濃度計(jì)的有效成分含量為鈉離子610mM、鎂離子4.5mM、鈣離子12.5mM、氯離子610.0mM、磷酸氫根離子5.0mM、碳酸氫根離子18.0mM。仿生鈣化溶液A采用磁力攪拌器攪動(dòng)，仿生沉積處理24-36小時(shí)后取出，蒸餾水超聲清洗，室溫干燥，非血管腔道支架表面獲得厚度7.5-9.0μm、致密的磷酸鈣非晶層。
4)類骨磷灰石晶相表面層仿生沉積處理將表面具有磷酸鈣非晶層的非血管腔道支架浸入溫度為50℃仿生鈣化溶B中，仿生鈣化溶液B按離子濃度計(jì)的有效成分含量鈉離子120.0mM、鉀離子5.0mM、鎂離子3.5mM、鈣離子2.5mM、氯離子120.0mM、磷酸氫根離子1.0mM、碳酸氫根離子11.0mM、硫酸根離子0.5mM。仿生沉積處理48-64小時(shí)取出，蒸餾水超聲清洗，室溫干燥，非血管腔道支架表面磷酸鈣非晶底層上進(jìn)一步沉積厚度為40-50μm、多孔的類骨磷灰石晶相表面層。
5)最后，將具有鈣磷生物陶瓷涂層的非血管腔道支架清洗、消毒、備用，也可根據(jù)需要，進(jìn)一步在該支架上復(fù)合生物相容性好的高分子膜和藥物膜，增強(qiáng)使用功能。
顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為了清楚說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，還可在上述說明的基礎(chǔ)上做出其它不同形式的變化或變動(dòng)，這里無需也無法對(duì)所有實(shí)施方式予以窮舉，而這些屬于本發(fā)明的精神所引申出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種表面沉積鈣磷陶瓷的鎳鈦非血管腔道支架，其特征在于鎳鈦記憶合金非血管腔道支架的金屬基體表面有一層生物相容性良好的鈣磷生物陶瓷涂層，所述及的鈣磷生物陶瓷涂層具有雙層結(jié)構(gòu)，由與非血管腔道支架表面接觸的磷酸鈣非晶底層和類骨磷灰石晶相表面層組成，磷酸鈣非晶底層厚度為1-10μm；類骨磷灰石晶相表面層厚度為10-100μm。
2.一種如權(quán)利要求1所述的表面沉積鈣磷陶瓷的鎳鈦非血管腔道支架的制備方法，其特征在于包括如下步驟1)首先用鎳鈦記憶合金加工好非血管腔道支架；2)將非血管腔道支架進(jìn)行表面活化處理，然后通過兩步仿生沉積處理，在非血管腔道支架表面獲得由磷酸鈣非晶底層和類骨磷灰石晶相表面層依次組成的鈣磷生物陶瓷層；
3.如權(quán)利要求2所述的表面沉積鈣磷陶瓷的鎳鈦非血管腔道支架的制備方法，其特征在于表面活化處理采用濃度為10-60％的沸騰的H2O2水溶液，處理時(shí)間為10-90分鐘，取出沖洗后，再浸泡在溫度為30-80℃、濃度為1-10M的NaOH水溶液中6-48小時(shí)。
4.如權(quán)利要求2所述的表面沉積鈣磷陶瓷的鎳鈦非血管腔道支架的制備方法，其特征在于兩步仿生沉積處理包括如下步驟1)制備仿生鈣化溶液A仿生鈣化溶液A按離子濃度計(jì)的有效成分含量鈉離子500-850mM、鎂離子4.5-6.0mM、鈣離子10.0-13.5mM、氯離子500-800mM、磷酸氫根離子4.0-6.0mM、碳酸氫根離子15.0-30.0mM；2)制備仿生鈣化溶液B仿生鈣化溶液B按離子濃度計(jì)的有效成分含量鈉離子100.0-180.0mM、鉀離子4.0-5.5mM、鎂離子3.0-4.5mM、鈣離子2.0-3.5mM、氯離子80.0-150.0mM、磷酸氫根離子0.5-1.5mM、碳酸氫根離子6.5-12.0mM、硫酸根離子0.5-1.0mM；3)磷酸鈣非晶底層仿生沉積處理將表面活化處理過的鎳鈦非血管腔道支架浸入溫度為10-30℃仿生鈣化溶液A中，在攪拌條件下，仿生沉積處理12-36小時(shí)后取出，清洗，干燥，鎳鈦非血管腔道支架表面獲得厚度1-10μm的磷酸鈣非晶層；4)類骨磷灰石晶相表面層仿生沉積處理將表面具有磷酸鈣非晶層的鎳鈦非血管腔道支架浸入溫度為30-50℃仿生鈣化溶液B中，仿生沉積處理12-144小時(shí)取出，清洗，干燥，鎳鈦非血管腔道支架表面磷酸鈣非晶底層上進(jìn)一步沉積厚度為10-100μm的類骨磷灰石晶相表面層。
5.如權(quán)利要求2所述的表面沉積鈣磷陶瓷的鎳鈦非血管腔道支架的制備方法，其特征在于將制備好的具有鈣磷生物陶瓷涂層的非血管腔道支架進(jìn)一步在該支架上復(fù)合生物相容性好的高分子膜和藥物膜，增強(qiáng)使用功能。
全文摘要
表面沉積鈣磷陶瓷的鎳鈦非血管腔道支架涉及一種鎳鈦記憶合金非血管腔道支架及其制備方法，鎳鈦記憶合金非血管腔道支架的金屬基體表面有一層生物相容性良好的鈣磷生物陶瓷涂層，所述及的鈣磷生物陶瓷涂層具有雙層結(jié)構(gòu)，由與非血管腔道支架表面接觸的磷酸鈣非晶底層和類骨磷灰石晶相表面層組成，磷酸鈣非晶底層厚度為1－10μm；類骨磷灰石晶相表面層厚度為10－100μm。制備方法為首先用鎳鈦記憶合金加工好非血管腔道支架；將非血管腔道支架進(jìn)行表面活化處理，然后通過兩步仿生沉積處理，在非血管腔道支架表面獲得由磷酸鈣非晶底層和類骨磷灰石晶相表面層依次組成的鈣磷生物陶瓷層。
文檔編號(hào)A61L31/02GK1557511SQ200410013920
公開日2004年12月29日 申請(qǐng)日期2004年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月16日
發(fā)明者儲(chǔ)成林, 浦躍樸, 林萍華, 薛小燕, 沈剛 申請(qǐng)人:東南大學(xué), 揚(yáng)州市亞華生物科技發(fā)展有限公司