專利名稱：一種胸骨關(guān)閉手術(shù)用的金屬絲及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種臨床手術(shù)用的金屬絲，具體地說(shuō)，是一種心臟 手術(shù)胸骨閉合中使用的無(wú)磁性金屬絲及其制作方法。
背景技術(shù)：
目前的臨床心臟手術(shù)中，閉合胸骨時(shí)通常采用的縫合線是不銹 鋼絲。不銹鋼絲雖然有較好撓度、抗疲勞度和抗拉強(qiáng)度，但是不銹鋼絲長(zhǎng)期植
入人體有著極大的弊端首先，接受心臟手術(shù)的患者中過(guò)半都是兒童(例如先 天性房、室瓣膜缺損患者)。不銹鋼絲的永久植入，意味著這些兒童在以后的生 涯中不能接受諸如磁共振等檢查。正因如此，醫(yī)院對(duì)所有接受心臟手術(shù)的患者 和家屬，都在《術(shù)前家屬知情同意書》上明確告知"鋼絲永久植入，患者將來(lái) 不能進(jìn)行磁共振檢査"。而磁共振檢査在腦部疾病，心臟及肺臟疾病，某些骨科 疾病中，都是不可缺少的；其次，人體對(duì)不銹鋼絲偶有過(guò)敏性，導(dǎo)致少數(shù)患者 術(shù)后患上胸骨骨髓炎，傷口長(zhǎng)期不能愈合，給患者和親屬帶來(lái)極大的痛苦，給 治療帶來(lái)很大困難。
鈦金屬有著耐腐蝕性強(qiáng)、組織相容性好、無(wú)毒性、無(wú)致敏性、無(wú)磁性、可 長(zhǎng)期在人體內(nèi)植入的特點(diǎn)。因此，鈦及鈦合金制品在醫(yī)療領(lǐng)域已有廣泛應(yīng)用， 如骨科、口腔科等。但是，相對(duì)不繡鋼絲而言，純鈦及常用鈦合金絲存在著強(qiáng) 度較差等缺點(diǎn)，因此對(duì)某些手術(shù)而言，不繡鋼絲是不可代替的。目前，常用于 種植體的鈦合金材料是Ti-6Al-4V，它比純鈦有著更好的疲勞強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和 屈服強(qiáng)度。但隨著人們對(duì)釩(V)元素有害于人體的認(rèn)識(shí)，從上世紀(jì)80年代開 始，開發(fā)無(wú)釩醫(yī)用鈦合金金屬絲，成為重大科研課題
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種機(jī)械性能與不銹鋼絲相似、不產(chǎn) 生磁感應(yīng)、與人體組織相容性好且對(duì)人體無(wú)毒害作用的手術(shù)用金屬絲及其制作方法。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明通過(guò)大量的研究和試驗(yàn)，選定Ti-6Al-7Nb鈦 合金絲為心臟胸骨閉合手術(shù)中理想的縫合絲。這些鈦合金為無(wú)釩的醫(yī)用鈦合金， 其強(qiáng)度是純鈦的兩倍以上，撓度、抗疲勞度及抗拉強(qiáng)度與不銹鋼相當(dāng)。
作為植入人體內(nèi)的永久性醫(yī)用金屬材料，要求其與人體之間有極佳的組織 相容性。本發(fā)明為進(jìn)一步提高鈦合金絲與人體組織的相容性，釆用了對(duì)鈦合金 絲進(jìn)行表面生物活性涂層處理的方法，即釆用微弧氧化技術(shù)，使絲的表面呈粗 糙多孔形態(tài)，實(shí)現(xiàn)了大大提高組織相容性的理想效果。
本發(fā)明的制作方法依下述步驟進(jìn)行
a. 將符合ISO人體植入標(biāo)準(zhǔn)的鈦合金Ti-6Al-7Nb金屬錠，冷拉成絲，直 徑為l.O隨或0. 8mm,并剪成需要的長(zhǎng)度;
b. 將上述金屬絲的兩端加工成尖形；
C.將上述金屬絲進(jìn)行表面拋研，保證表面粗糙度低于1.6;
d. 將上述金屬絲放在微弧氧化槽中進(jìn)行表面處理，至金屬絲表面氧化膜厚 度為100-150,;
e. 將上述金屬絲封裝、環(huán)氧乙烷或Co"消毒。
微弧氧化技術(shù)(Microarc Oxidation, MAO)，又稱等離子電化學(xué)沉積技術(shù)， 是一種在金屬表層原位生長(zhǎng)陶瓷氧化膜的新技術(shù)。其過(guò)程機(jī)制包括熱析出、元 素?cái)U(kuò)散、等離子化學(xué)反應(yīng)和電泳效應(yīng)。微弧氧化過(guò)程中，電源接通后，位于電 解液中的金屬表面立即形成一層薄的陽(yáng)極氧化絕緣膜，處理電壓超過(guò)一定值后， 膜中的局部超高電壓會(huì)將絕緣膜擊穿，樣品表面可觀察到大量游動(dòng)的微弧，微 弧區(qū)瞬間溫度高達(dá)300(TC以上，周圍的氧化膜熔化并沿著等離子放電通道噴射 出來(lái)。微弧熄滅后，熔融物在電解液環(huán)境中瞬間凝固，使鈦合金絲的表面形成特征性的粗糙多孔形態(tài)。鈦合金絲經(jīng)微弧氧化所形成的表層結(jié)構(gòu)形態(tài)中，致密 的內(nèi)層氧化鈦膜可阻止體液對(duì)金屬的侵蝕及金屬離子向機(jī)體的游離、改善生物
相容性；多孔的外層氧化鈦膜則利于成骨細(xì)胞附著及骨組織生長(zhǎng)；而膜中的部 分孔隙相互連通更利于種植體與骨的機(jī)械鎖合。本發(fā)明采用微弧氧化技術(shù)在 Ti-6Al-7Nb鈦合金絲表面合成多孔納米氧化鈦基復(fù)相生物活性涂層，技術(shù)指標(biāo) 是厚度〉100[im,結(jié)合強(qiáng)度MOMPa， E=30-50GPa,表面孔隙率30-40%，孔隙 直徑3-5^m。


圖1.本發(fā)明的整體形狀示意圖2.圖1之A-A剖面圖3.圖1之局部放大圖4.金屬絲微弧氧化的加工示意圖5.圖4之A部分示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖敘述一個(gè)本發(fā)明的實(shí)施例 本實(shí)施例選用臨床手術(shù)用金屬絲的材質(zhì)為鈦合金Ti-6Al-7Nb。 圖1顯示了本實(shí)施例的形狀其長(zhǎng)為300mm，直徑為lmm。絲的兩端為 尖形。
圖2、圖3分別是圖1之A-A剖面圖和B的局部放大圖。鈥合金絲釆用表 面生物活性涂層處理技術(shù)，使絲的表面形成了粗糙有諸多凹坑形態(tài)的陶瓷氧化 膜。
圖4、圖5顯示對(duì)金屬絲進(jìn)行微弧氧化的加工狀態(tài)。將金屬絲安放在多孔 夾具上，夾具為上下成對(duì)，材料為紫銅。夾具呈圓形，直徑60mm，厚度為20mm， 平均分布有104個(gè)直徑為2mm的圓孔。。在曰本三菱Sodic微弧氧化機(jī)槽中進(jìn) 行金屬絲表面處理，電解液為煤油。A為一對(duì)專為加工本金屬絲設(shè)計(jì)的固定夾具。進(jìn)行微弧氧化時(shí)夾具接地，電勢(shì)為零。B為外圈電極，接陽(yáng)極電壓為380V， 調(diào)整輸入電流為1.5-1.6A。外圈電極按箭頭所示方式自上而下運(yùn)動(dòng)，速度為每 分鐘5mm。
本實(shí)施例的制作流程如下
1. 將符合ISO人體植入標(biāo)準(zhǔn)(GB12417-90 )的鈦合金Ti-6Al-7Nb金屬錠冷拉 成絲，直徑為l. Oram;經(jīng)較直后裁為長(zhǎng)300士2mm。
2. 在夾具上將上述金屬絲固定，將兩端磨成尖形。
3. 將上述金屬絲進(jìn)行曲表面拋研，保證表面粗糙度低于1.6。
4. 將金屬絲安放在多孔夾具上。在日本三菱Sodic微弧氧化機(jī)槽中進(jìn)行金屬絲 表面處理。外圈為陽(yáng)極，夾具接零。設(shè)備電壓380V,調(diào)整輸入電流為 1.5-1.6A，外圈電極自上而下運(yùn)動(dòng)速度為每分鐘5mm。金屬絲表面氧化膜厚 度為100-150,。
5. 將金屬絲進(jìn)行表面清理。
6. 封裝、環(huán)氧乙烷或Co"消毒。
權(quán)利要求
1.一種胸骨關(guān)閉手術(shù)用的金屬絲，其特征在于該金屬絲采用鈦合金Ti-6A1-7Nb絲，該鈦合金絲的表面為粗糙多孔(1)形態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述胸骨關(guān)閉手術(shù)用的金屬絲的制作方法，其特征在于， 依下述步驟進(jìn)行a. 將符合ISO人體植入標(biāo)準(zhǔn)的鈦合金Ti-6Al-7Nb錠，冷拉成絲；b. 將上述金屬絲的兩端加工成尖形；C.將上述金屬絲進(jìn)行表面拋研，保證表面粗糙度低于1. 6;d. 將上述金屬絲放在微弧氧化機(jī)槽中進(jìn)行表面處理，至金屬絲表面氧化膜 厚度為100-150pm;e. 將上述金屬絲封裝、環(huán)氧乙烷或Co,肖毒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種臨床心臟外科胸骨閉合手術(shù)用的金屬絲及其制作方法。該金屬絲的材質(zhì)為鈦合金Ti-6Al-7Nb絲，并對(duì)該Ti-6Al-7Nb絲進(jìn)行生物活性涂層處理。試驗(yàn)證明Ti-6Al-7Nb絲，不僅具有與不不銹鋼絲相似的良好機(jī)械性能，且具有與人體組織的良好相容性，對(duì)人體不會(huì)產(chǎn)生任何損害；對(duì)該金屬絲進(jìn)一步進(jìn)行表面生物活性涂層處理后，使其表面形成有著諸多凹坑的陶瓷氧化膜，更加提高了金屬絲與人體之間的組織相容性。該Ti-6Al-7Nb絲永久植入人體內(nèi)，完全滿足臨床心臟外科胸骨閉合手術(shù)用金屬絲的要求。
文檔編號(hào)C25D7/06GK101590290SQ200910021979
公開日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2009年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月10日
發(fā)明者宋永春, 罡 曹 申請(qǐng)人:宋永春;曹 罡