[发明专利]掺杂表面的方法

说明书

相关申请

本申请基于35 U.S.C.§119(e)要求于2007年4月6日提交的美国临时申 请第60/910,464号的优先权，此处通过引用并入其公开内容。

技术领域

本发明涉及用掺杂物轰击诸如医疗器械等物品的表面的方法。

背景技术

使用所谓磨料轰击金属表面近年来的技术应用与日俱增。诸如喷粒(grit blasting)、抛丸(shot blasting)、喷砂(sand blasting)、喷丸处理(shot peening) 和微磨(micro abrasion)等技术都属于该表面处理技术的范畴。在各种此类 技术中，通常将磨料如丸或粗粒与流体混合然后高速传输以冲击待处理表面。 用于传输所述磨料的技术根据用于将所述磨料传输到所述表面的流体介质 (通常分别为水和空气)的选择可以分为湿式或干式。专业术语“磨料轰击” 在本说明书中用于指代所有此类技术。

这些技术的应用包括金属切割、用以诱导需要的应变特性的金属表面冷 加工以及用以诱导需要的纹理(表面粗糙度)从而提高后续涂覆材料的粘附 性的表面预处理。(参见Solomon等，Welding research，2003.October：p.278-287； Momber等，Tribology International，2002.35：p.271-281；Arola等，J.Biomed. Mat.Res.，2000.53(5)：p.536-546；和Arola&Hall，Machining science and technology，2004.8(2)：p.171-192)。可以在生物医学领域找到后者的实例，其 中，用氧化铝或二氧化硅对钛植入物进行喷粒以达到可使所述植入物表面的 等离子喷雾羟基磷灰石(HA)涂层的粘附性最大化的最佳水平的表面粗糙度。 HA涂覆的植入物因其磷灰石层的仿生性质而非常理想，但其钛表面与其磷灰 石层之间的最佳结合强度也很必要。

一段时间来已知在这些表面的轰击过程中一些磨料自身变为浸入所述金 属表面中，这作为一般性改性表面化学的可能候选物而在这些技术中产生了 一些影响(参见Arola等和Arola & Hall，supra)。再次参照生物医学领域，一 项研究着眼于将抛丸作为直接将羟基磷灰石层置于钛表面上的手段以回避昂 贵的等离子喷雾工艺。Ishikawa，K.等，Blast coating method：new method of coating titanium surface with Hydroxyapatite at room temperature.J.Biomed.Mat. Res.，1997.38：p.129-134.在该研究中，使用非特定粒径分布的HA作为磨料。 然而，由于所沉积的磷灰石涂层可以在良性冲洗状态下被除去，似乎所述涂 层并没有形成与所述金属表面的有力结合。

Choi等(KR20030078480)提及使用单一磷酸钙颗粒作为喷粒介质用于将 该粗粒嵌入牙植入物表面，但公开的颗粒大于190μm。

美国专利第6,502,442([6])号提及使用烧结HA作为磨料且使用水作为流 体介质。在该实例中在热处理HA时造成了HA的部分浸渍。

Muller等(US2004158330)公开了包含在玻璃态基质中含有的磷酸钙的喷 射颗粒。其它公开(例如，美国专利第4,752,457和6,210,715号)说明了制 造通常包含聚合物组分的磷酸钙微球的方法和制造该微球的复合法，但并未 阐明所述微球作为喷射介质的有效性。

用于金属表面或其它表面的硅处理的Rocatec^TM系统也使用含多种组分 的个别颗粒。该技术在牙科领域广泛使用。在该实例中，在预粗糙化表面具 有二氧化硅外部粘附层的氧化铝颗粒被推动并在冲击下在该冲击的附近产生 的局部热量导致碎裂的二氧化硅外层开始融合到所述表面，该工艺被称作陶 瓷化。

Bru-Magniez等(美国专利第6,431,958号)公开了含多重分层薄层的硬 磨料用于喷射磨料轰击技术以使表面改性。在该实例中，所述工艺的目的是 将所述磨料颗粒周围的分层薄层嵌入或者附着到待处理的表面。所述外层包 含至少一种聚合物同时其内核陶瓷材料选自氧化物、碳化物、氮化物或碳氮 化物。