[发明专利]一种抗血栓抗感染、蜂窝状多孔结构的钛合金植入器械

说明书

本发明涉及一种抗血栓抗感染、蜂窝状多孔结构的钛合金植入器械，属于金属材料表面改性技术领域。该方法通过把传统的飞秒激光整形为飞秒激光双脉冲，进而调控材料的局部瞬时电子状态，可制备出不同的微纳复合结构。通过对电子的动态调控，最终加工出了独特的蜂窝状多孔结构。该结构针对新兔血的静态接触角为143.4°±2.6°，滚动角为8.5°±2°。因为氟化材料具有低表面能，摩擦阻力，优异的杀菌和抗血栓形成能力，因此将这种蜂窝状多孔结构的NiTi合金表面进行氟化处理，即得到了针对新鲜兔血的静态接触角为167.3°±3.2°，滚动角为1.6°±0.3°的超疏血表面，同时得到的表面还具备出色的抗菌性能。本发明的方法适用于各种尺寸和不同形状的钛合金材料表面。

技术领域

本发明涉及一种抗血栓抗感染、蜂窝状多孔结构的钛合金植入器械，具体涉及一种基于电子动态调控的钛合金超疏血抗血栓抗感染的蜂窝状多孔结构表面制备方法，属于金属材料表面改性技术领域。

背景技术

生物医用植入器械已经得到了广泛的应用，如人工血管、血管支架、人工心脏瓣膜以及组织工程等，有效地挽救了病人的生命和改善了病人的生活质量。毫无疑问，植入物的最重要特征是生物安全性，即与组织共存的能力，而不会对人体造成不可接受的损害。对于与血液接触的医疗植入器械，生物膜形成和血栓形成是重要的并发症，当发生这些并发症时，植入物必须进行手术去除，这不仅增加了病人的痛苦，也增加了其医疗费用。

最早期的金属裸支架具有优异的力学性能，可满足体内环境的要求而得到广泛的应用，但因其会导致血管再狭窄和支架内血栓，相关的术后恢复问题较为复杂，因此逐渐被药物洗脱支架代替。药物洗脱支架在一定程度上解决了再狭窄的问题，但远期追踪又有血栓形成等新的问题，并且部分产品会缺乏抵抗细菌感染的能力导致植入物感染，最终导致植入的失败。而植入器械材料本身的表面形貌是从根本上解决血栓形成与细菌感染十分有效的方法。Bartlet等人利用阳极氧化方法在金属钛片表上生长出TiO₂纳米管这种结构后结合表面硅烷化处理，相比于抛光的金属钛片而言虽然减少了血小板的粘附，但血小板的面积约为20％，依旧会有产生血栓的风险；Cunha等人在金属钛片上加工出的纳米柱的结构相比于抛光的金属钛片而言虽然减少了细菌的粘附，但细菌的粘附面积仍然接近10％，仍有细菌感染的风险；袁等人通过溶液吹气纺丝的方法制造出了既可以防止血栓又可以抑菌的微米纤维结构，但是其溶血率接近1％，会对血红细胞活性造成一定的损害，血液相容性较差。因此，发明一种具有通用、低成本、生物相容性好、长期耐用、可有效抑制生物膜形成和血栓形成的植入物表面结构至关重要。

发明内容

本发明的目的是为了降低血栓形成和细菌感染导致医疗植入器械失效的问题，提供一种抗血栓抗感染、蜂窝状多孔结构的钛合金植入器械。该植入器械可以安全的在血液环境中工作。

本发明的目的具体是通过下述技术方案实现的：

一种抗血栓抗感染、蜂窝状多孔结构的钛合金植入器械，在钛合金表面加工成蜂窝状多孔结构。这种结构导致的超疏血性能可以大幅度减少血小板以及细菌与钛合金表面的实际接触面积，因此具备优异的抗血栓抗感染性能。

在所述钛合金金植入器械表面包覆含氟化涂层。

一种抗血栓抗感染、蜂窝状多孔结构的钛合金植入器械的制备方法，包括如下步骤：

步骤一，将待处理的钛合金表面进行镜面抛光预处理，得到表面抛光后的钛合金样品；

步骤二，将步骤一所述表面镜面抛光后的钛合金样品利用超声波清洗仪清洗；

步骤三，将步骤二所述的清洗的钛合金样品冷风吹干，得到洁净的钛合金样品；

步骤四，搭建双脉冲飞秒激光加工系统；

步骤五，利用步骤四所述的飞秒激光双脉冲加工系统，调节好相关激光参数后，在步骤三所述的洁净钛合金样品表面上制备大面积、一致性的蜂窝状多孔结构；经过清洗、干燥得到钛合金植入器械，具体步骤如下：