[发明专利]心血管植入器械耐磨损涂层及其制备方法

说明书

本发明涉及心血管植入器械耐磨损涂层及其制备方法。耐磨损涂层从基体材料开始，依次制备钛过渡层、Ti:C含量比递减的含钛梯度层和Cu‑DLC含铜非晶碳层，即Ti/Ti:C/Cu‑DLC复合涂层；含钛梯度层为钛、碳含量梯度变化的非晶碳层，钛过渡层为钛单质。制备方法，包括：⑴对植入器械金属基体材料表面抛光、清洗；⑵将基体材料放入真空室预处理；⑶在真空室内产生Ti离子，使其移动到基体材料表面沉积成型钛过渡层；⑷同时产生Ti离子和C离子，使其移动到基体材料表面沉积，逐渐调整二者产生比例，成型含钛梯度层；⑸同时产生C离子和Cu离子，使其移动到基体材料表面并沉积，成型含铜非晶碳层。

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，特别涉及一种心血管植入器械耐磨损涂层及其制备方法。心血管植入器械耐磨损涂层应用于器械中受到磨损的丝状部件。

背景技术

心血管疾病是造成人类疾病死亡的主要原因之一，植介入医疗器械是该类疾病有效的治疗手段。临床常见的心血管植入器械如血管支架、封堵器、静脉血栓过滤器等，均可采用丝状材料编织制备而成。然而，编织而成的植入器械由于丝状材料之间直接接触，在植入部位生理运动载荷和体液环境作用下，丝线之间将产生严重的微动腐蚀磨损。磨损释放的金属离子或磨屑微粒将促进炎症反应，甚至堵塞血管，进而导致支架内再狭窄等严重病症。

类金刚石(DLC)膜是一种非晶碳膜，其主要由碳元素构成。DLC膜具有高硬度、低摩擦系数、低磨损率、生物惰性等优点，但同时也具有高脆性、高内应力和较差的膜基结合强度。目前研究表明，通过适当的异质元素掺杂，可有效地改善脆性和内应力；通过合理的过渡结构设计可以有效地提高膜基结合强度。

铜是人体必需的微量元素之一，正常人血浆内的铜浓度约为100μg/dL。缺乏铜将会引起包括贫血、关节炎等疾病以及多种心血管疾病。Sen Chandan K等人的研究表明，铜可以促进内皮生长因子VEGF的表达，从而促进血管内皮细胞的增殖；McCarthy等人的研究证明了在血管支架腐蚀的过程中，Fe²⁺和Cu²⁺具有最高的催化NO释放性能，而后者可抑制血小板的黏附与激活。因此，含有适量铜的心血管植入物可以有效地促进内皮化、抑制平滑肌增殖和血栓形成，避免支架内再狭窄。然而随着涂层内铜含量增加，溶血率也会迅速增加；另外过量的铜也会抑制内皮细胞增殖。

中国专利文献CN 105250058 A公开了一种管腔编织支架，该支架通过第一部分、第二部分的区别设计和网状管体上构建的勾绕结结构解决了编织支架径向支撑力和柔顺性的矛盾。然而该支架属于未覆涂层的金属裸支架，仍然存在丝状部件磨损与腐蚀和重金属离子释放导致再狭窄的风险。

中国专利文献CN 211460696 U公开了一种使用类金刚石碳涂层的新型血管支架,它的目的是提供一种表面光滑、摩擦系数低、表面粗糙度低的新型血管支架，减轻支架植入过程对血管造成的损伤。该技术方案于血管支架上均匀制备了一层2～4μm的类金刚石涂层,降低了摩擦系数和表面粗糙度。其不足之处是类金刚石涂层与支架基体材料之间的结合强度低，同时没有异质元素掺杂的类金刚石涂层内应力过大，因此极易发生破裂和剥离，进而导致涂层的失效。综上所述，在心血管植入器械表面构建适量铜掺杂类金刚石(Cu-DLC)涂层有望大幅减轻微动腐蚀磨损程度，并满足抑制再狭窄的功能性需求，但还存在以下问题需要解决：

⑴大多数金属基体材料和DLC的晶格常数与热胀系数差异较大，导致膜基结合强度不足，而这可能导致血管支架植入过程中，薄膜在球囊膨胀或基体自膨胀作用下产生裂纹甚至发生剥落；

⑵在植入物表面制备铜含量较高的涂层将导致溶血和抑制细胞生长，同时过量的铜离子溶解到血液中可能在局部引起毒性；

⑶DLC薄膜中掺杂铜，在降低脆性的同时也会降低强度，另外，掺杂也会对DLC原有的疏水性和粗糙度造成影响。

发明内容