本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，具體涉及一種醫(yī)用載藥多孔鈦合金，主要用于心血管支架、骨修復(fù)和骨支撐材料方面。
背景技術(shù)：
鈦及鈦合金具有良好的力學(xué)性能、生物相容性、耐腐蝕性和優(yōu)異的加工性能，已成為最具有發(fā)展前景的生物材料之一。但是鈦及鈦合金是一種生物惰性材料，植入體內(nèi)后被一層包囊纖維膜所包繞，難于和生物組織形成牢固的結(jié)合。因此，研究開發(fā)既能夠充分發(fā)揮鈦及鈦合金優(yōu)異性能，又具有生物活性的生物鈦合金材料具有十分重要的意義。醫(yī)用材料中的孔可以為骨細胞生長和體液傳輸提供通道，有利于材料和骨細胞的結(jié)合，并且多孔結(jié)構(gòu)可以作為藥物的載體。根據(jù)需要在多孔鈦合金多孔結(jié)構(gòu)或表面載藥可以起到增加表面活性、促進骨細胞生長和分化、預(yù)防感染、針對性給藥、局部給藥等作用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種多孔鈦合金作為藥物載體在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種多孔鈦合金作為載體在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用，其特征在于，該應(yīng)用包括以下步驟：
(1)通過醫(yī)用鈦合金絲纏繞編織制備多孔鈦合金；
(2)然后通過激光熔覆、微弧氧化、陽極氧化、滲透法、包埋法、溶劑揮干法、熔融法或吸附平衡法在多孔鈦合金表面或多孔結(jié)構(gòu)中載入藥物，用作人工關(guān)節(jié)、脊柱融合、骨填充、骨修復(fù)或骨移植材料。
所述的多孔鈦合金是由醫(yī)用鈦合金絲纏繞編織而成，所用醫(yī)用鈦合金絲包括TA1ELI、TA1、TA2、TA3、TA4、TC4、TC4ELI或TC20。
所述的醫(yī)用鈦合金絲直徑為0.02-2mm，優(yōu)選0.08-0.5mm。
所述的多孔鈦合金的孔隙率為20％-90％，優(yōu)選45％-85％，孔徑大小為0.02-2mm，優(yōu)選0.1-0.5mm。多孔鈦合金的孔的大小、分布以及孔隙率可通過制備方法控制。
所述的多孔鈦合金的強度為1-200MPa，優(yōu)選50-150MPa，彈性模量為0.1-80GPa，優(yōu)選5-50GPa。多孔鈦合金的強度和彈性模量可控。
所述的藥物包括生物相容性好的物質(zhì)、預(yù)防術(shù)后感染的藥物、促進骨細胞生長的元素，抗腫瘤的藥物或生長因子；
所述的生物相容性好的物質(zhì)包括鉭粉、羥基磷灰石、硅酸鈣、磷酸鈣或硫酸鈣；
所述的預(yù)防術(shù)后感染的藥物包括銀離子、硫酸慶大霉素或萬古霉素；
所述的促進骨細胞生長的元素包括鍶、鋅、鋰或鈣。
上述多孔鈦合金通過以下方法制得：1.設(shè)計所需多孔鈦合金的孔結(jié)構(gòu)和孔隙率；2.根據(jù)多孔鈦體積和孔隙率計算所需鈦合金絲的量；3.纏繞編織鈦合金絲；4.模壓得到預(yù)定的形狀和孔隙率的多孔鈦合金。
本發(fā)明的目的是提高醫(yī)用鈦合金的生物活性，并使植入鈦合金材料具有預(yù)防感染和促進骨細胞生長分化等功能。本發(fā)明提供一種醫(yī)用載藥多孔鈦合金，鈦合金本身具有多孔結(jié)構(gòu)，有利于骨細胞生長和體液傳輸。多孔結(jié)構(gòu)的孔的大小和分布可控，孔隙率可控。在多孔結(jié)構(gòu)中或材料表面載入鉭粉、羥基磷灰石、磷酸鈣、硫酸鈣、硅酸鈣等生物相容性好的物質(zhì)，銀離子、硫酸慶大霉素、萬古霉素等預(yù)防術(shù)后感染的藥物，鍶、鋅、鋰、鈣等促進骨細胞生長的元素，抗腫瘤的藥物或生長因子。具有增加表面活性、促進骨細胞生長和分化、預(yù)防感染、針對性給藥、局部給藥等作用。該材料可滿足人工關(guān)節(jié)、脊柱融合、骨填充、骨修復(fù)和骨移植等植入需要。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
1.操作簡便，制造成本低；
2.具有優(yōu)良的力學(xué)性能，優(yōu)良的骨傳輸和骨誘導(dǎo)能力；
3.力學(xué)性能可調(diào)；
4.多孔結(jié)構(gòu)孔徑大小、分布和孔隙率可根據(jù)需要調(diào)節(jié)；
5.形狀和大小容易控制，可根據(jù)植入需要設(shè)計；
6.載藥方便，藥物結(jié)合牢固；
7.可以滿足大多數(shù)人工關(guān)節(jié)、脊柱融合、骨填充、骨修復(fù)和骨移植材料方面的需求。
具體實施方式
下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。
實施例1
原料為醫(yī)用TA1鈦絲，絲徑為0.05mm，利用纏繞編織法制成多孔鈦。多孔鈦平均孔徑大小為0.1mm，孔隙率為30％，強度為50MPa，彈性模量為6GPa。利用微弧氧化方法在表面生成羥基磷灰石涂層，羥基磷灰石具有優(yōu)良的生物相容性，可促進植入體與骨形成牢固的結(jié)合。該材料可滿足骨填充、骨移植、骨修復(fù)的需要。
實施例2
原料為醫(yī)用TA1鈦絲，絲徑為0.2mm，利用纏繞編織法制成多孔鈦。多孔鈦平均孔徑大小為0.3mm，孔隙率為50％，強度為30MPa，彈性模量為3GPa。利用陽極氧化方法在鈦絲表面生成二氧化鈦納米管，二氧化鈦納米管具有優(yōu)良的生物相容性，可促進植入體與骨形成牢固的結(jié)合。該材料可滿足骨填充、骨移植、骨修復(fù)的需要。
實施例3
原料為醫(yī)用TA1鈦絲，絲徑為0.4mm，利用纏繞編織法制成多孔鈦。多孔鈦平均孔徑大小為0.4mm，孔隙率為60％，強度為20MPa，彈性模量為2GPa。在多孔結(jié)構(gòu)中灌入磷酸鈣骨水泥漿體然后固化，磷酸鈣具有優(yōu)良的生物相容性，可促進植入體與骨形成牢固的結(jié)合。該材料可滿足骨填充、骨移植、骨修復(fù)的需要。
實施例4
原料為醫(yī)用TA2鈦絲，絲徑為0.4mm，利用纏繞編織法制成多孔鈦。多孔鈦平均孔徑大小為0.5mm，孔隙率為70％，強度為15MPa，彈性模量為1GPa。利用激光熔覆方法在表面和孔內(nèi)載入鉭，鉭具有優(yōu)良的生物相容性，可有效提高材料的骨結(jié)合能力。該材料可滿足骨填充、骨移植、骨修復(fù)的需要。
實施例5
原料為醫(yī)用TA3鈦絲，絲徑為1mm，利用纏繞編織法制成多孔鈦。多孔鈦平均孔徑大小為1mm，孔隙率為90％，強度為5MPa，彈性模量為0.3GPa。在孔中利用滲透法載入硫酸慶大霉素，硫酸慶大霉素可有效抑制金黃葡萄球菌和大腸桿菌等，可以預(yù)防術(shù)后感染，降低植入手術(shù)失敗的幾率。該材料可滿足骨填充、骨移植、骨修復(fù)的需要。
實施例6
原料為醫(yī)用TA4鈦絲，絲徑為2mm，利用纏繞編織法制成多孔鈦。多孔鈦平均孔徑大小為2mm，孔隙率為50％，強度為100MPa，彈性模量為30GPa。在孔中利用包埋法載入硫酸慶大霉素。該材料可滿足骨填充、骨移植、骨修復(fù)的需要。
實施例7
原料為醫(yī)用TC4鈦絲，絲徑為0.2mm，利用纏繞編織法制成多孔鈦。多孔鈦平均孔徑大小為0.4mm，孔隙率為30％，強度為120MPa，彈性模量為30GPa。在孔中利用滲透法載入萬古霉素，萬古霉素是目前臨床常用的抗生素，具有抑制葡萄球菌(包括耐青霉素和耐新青霉素株)的作用，可以預(yù)防術(shù)后感染，降低植入手術(shù)失敗的幾率。該材料可滿足人工關(guān)節(jié)、脊柱融合、骨填充、骨移植、骨修復(fù)的需要。
實施例8
原料為醫(yī)用TC4鈦絲，絲徑為0.1mm，利用纏繞編織法制成多孔鈦。多孔鈦平均孔徑大小為0.2mm，孔隙率為20％，強度為140MPa，彈性模量為50GPa。在孔中利用包埋法載入萬古霉素。該材料可滿足人工關(guān)節(jié)、脊柱融合、骨填充、骨移植、骨修復(fù)的需要。
實施例9
原料為醫(yī)用TC20鈦絲，絲徑為0.4mm，利用纏繞編織法制成多孔鈦。多孔鈦平均孔徑大小為0.3mm，孔隙率為20％，強度為180MPa，彈性模量為60GPa。在孔中利用包埋法載入布洛芬，布洛芬具有抗炎、鎮(zhèn)痛、解熱作用。適用于治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、骨關(guān)節(jié)炎、強直性脊椎炎和神經(jīng)炎等。該材料可滿足人工關(guān)節(jié)、脊柱融合、骨填充、骨移植、骨修復(fù)的需要。
實施例10
原料為醫(yī)用TA3鈦絲，絲徑為0.02mm，利用纏繞編織法制成多孔鈦。多孔鈦平均孔徑大小為0.02mm，孔隙率為90％，強度為1MPa，彈性模量為0.1GPa。在孔中利用滲透法載入硫酸慶大霉素。該材料可滿足骨填充、骨移植、骨修復(fù)的需要。
實施例11
原料為醫(yī)用TC20鈦絲，絲徑為2mm，利用纏繞編織法制成多孔鈦。多孔鈦平均孔徑大小為2mm，孔隙率為20％，強度為200MPa，彈性模量為80GPa。在孔中利用包埋法載入布洛芬。該材料可滿足人工關(guān)節(jié)、脊柱融合、骨填充、骨移植、骨修復(fù)的需要。