本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，具體涉及一種醫(yī)用載藥多孔鎂合金，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)：
鎂合金是目前生物醫(yī)用可降解金屬植入材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。鎂合金具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.鎂合金具有良好的生物相容性；2.鎂是人體內(nèi)僅次于鈣、鈉和鉀的常量元素之一，能夠激活多種酶，參與體內(nèi)一系列代謝過(guò)程，促進(jìn)鈣的沉積，是骨生長(zhǎng)的必需元素；3.鎂合金具有良好的力學(xué)相容性，密度接近自然骨，其彈性模量約41-45GPa，更接近于人骨的彈性模量，可有效緩解應(yīng)力屏蔽效應(yīng)，促進(jìn)骨的生長(zhǎng)和愈合并防止發(fā)生二次骨折；4.鎂可完全降解；5.鎂合金成本低。
多孔鎂合金作為一種可降解的生物材料，其中的孔可為骨細(xì)胞生長(zhǎng)提供三維生長(zhǎng)空間,并且有利于養(yǎng)料和代謝物的交換運(yùn)輸，其本身具有生物活性，可誘導(dǎo)細(xì)胞分化生長(zhǎng)和血管長(zhǎng)入。在材料降解吸收的過(guò)程中，周?chē)募?xì)胞會(huì)繼續(xù)增殖生長(zhǎng)，有望形成新的具有原來(lái)特定功能和形態(tài)的相應(yīng)組織和器官，以達(dá)到修復(fù)創(chuàng)傷和重建功能的目。
手術(shù)后感染是植入手術(shù)后最常見(jiàn)的并發(fā)癥,這可能會(huì)給病人導(dǎo)致重大。傳統(tǒng)的預(yù)防術(shù)后感染的方法為注射抗生素。通過(guò)注射抗生素預(yù)防術(shù)后感染具有注射劑量大，毒性大，副作用大的缺點(diǎn)。
根據(jù)需要在多孔鎂合金多孔結(jié)構(gòu)或表面載藥可以起到增加表面活性、促進(jìn)骨細(xì)胞生長(zhǎng)和分化、預(yù)防感染、針對(duì)性給藥、局部給藥等作用。例如有針對(duì)性的遞送一種或多種藥物到受損位置，具有較低的劑量和較小的副作用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的就是為了克服上述傳統(tǒng)給藥技術(shù)存在的缺陷而提供一種多孔鎂合金作為載體在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。
本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種多孔鎂合金作為載體在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用，其特征在于，將藥物負(fù)載在多孔鎂合金上，用作血管支架、骨修復(fù)或骨支撐材料。
所述的藥物采用激光熔覆、微弧氧化、陽(yáng)極氧化、滲透法、包埋法、溶劑揮干法、熔融法或吸附平衡法負(fù)載到多孔鎂合金上，載藥量≥1mg/cm3。
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(jìn)骨細(xì)胞生長(zhǎng)的元素，抗腫瘤的藥物或生長(zhǎng)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(wàn)古霉素；
所述的促進(jìn)骨細(xì)胞生長(zhǎng)的元素包括鍶、鋅、鋰或鈣。
所述的多孔鎂合金包括純鎂以及鎂與銀、鈣、鋅、鍶、鋯的二元或多遠(yuǎn)合金，其中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80％-99.9％，優(yōu)選90％-99.9％。
所述的多孔鎂合金的孔隙率為10％-90％，優(yōu)選45％-85％，孔徑大小為0.01-2mm，優(yōu)選0.1-0.5mm。
所述的多孔鎂合金的強(qiáng)度為5-200MPa，優(yōu)選50-150MPa，彈性模量為0.1-40GPa，優(yōu)選3-35GPa。
多孔鎂合金的孔的形狀、大小、分布以及孔隙率可控，主要是通過(guò)制備方法控制。
多孔鎂合金的力學(xué)性能也可控，主要是通過(guò)孔的形狀、大小、分布以及孔隙率控制。
所述的多孔鎂合金的孔通過(guò)直接發(fā)泡法、腐蝕造孔法、激光打孔法、粉末冶金法、快速成型法、共滲透振動(dòng)法或3D打印法制備。
本發(fā)明的目的是提高醫(yī)用鎂合金的生物活性，并使植入鎂合金材料具有預(yù)防術(shù)后感染和促進(jìn)骨細(xì)胞生長(zhǎng)分化等功能。鎂合金本身具有多孔結(jié)構(gòu)，有利于骨細(xì)胞生長(zhǎng)和體液傳輸。多孔結(jié)構(gòu)的孔的形狀、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(wàn)古霉素等預(yù)防術(shù)后感染的藥物，鍶、鋅、鋰、鈣等促進(jìn)骨細(xì)胞生長(zhǎng)的元素，抗腫瘤的藥物或生長(zhǎng)因子。具有增加表面活性、促進(jìn)骨細(xì)胞生長(zhǎng)和分化、預(yù)防感染、針對(duì)性給藥、局部給藥等作用。該材料可滿(mǎn)足心血管支架和骨支撐骨修復(fù)材料等植入需要。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1.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；
2.多孔結(jié)構(gòu)孔的分布、孔徑大小、形狀和孔隙率可根據(jù)需要調(diào)節(jié)；
3.力學(xué)性能可調(diào)；
4.材料形狀和大小容易控制，可根據(jù)植入需要設(shè)計(jì)；
5.載藥方便，藥物結(jié)合牢固；
6.可以滿(mǎn)足大多數(shù)心血管支架、骨填充、骨修復(fù)、骨移植的需求。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
實(shí)施例1
利用腐蝕造孔法制備多孔鎂，多孔鎂孔徑大小為100μm，孔隙率為30％，強(qiáng)度為100MPa，彈性模量為20GPa。利用激光熔覆在多孔鎂孔內(nèi)及表面載入鉭粉，載藥量為1mg/cm3，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(mǎn)足骨填充、骨移植、骨修復(fù)的需要。
實(shí)施例2
利用腐蝕造孔法制備多孔鎂，多孔鎂孔徑大小為300μm，孔隙率為50％，強(qiáng)度為50MPa，彈性模量為11GPa。在孔中載入羥基磷灰石漿體然后固化，羥基磷灰石具有優(yōu)良的生物相容性，可促進(jìn)植入體與骨形成牢固的結(jié)合。該材料可滿(mǎn)足骨填充、骨移植、骨修復(fù)的需要。
實(shí)施例3
利用腐蝕造孔法制備多孔鎂，多孔鎂孔徑大小為500μm，孔隙率為70％，強(qiáng)度為20MPa，彈性模量為5GPa。在孔中和材料表面載入銀離子，載藥量為2mg/cm3，銀離子具有很好的抑菌作用，可以預(yù)防術(shù)后感染，降低手術(shù)失敗的幾率。該材料可滿(mǎn)足骨填充、骨移植、骨修復(fù)的需要。
實(shí)施例4
利用腐蝕造孔法制備多孔鎂，多孔鎂孔徑大小為1mm，孔隙率為90％，強(qiáng)度為2MPa，彈性模量為0.5GPa。在孔中利用滲透法載入硫酸慶大霉素，載藥量為10mg/cm3，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(mǎn)足骨填充、骨修復(fù)的需要。
實(shí)施例5
利用腐蝕造孔法制備多孔鎂，多孔鎂孔徑大小為2mm，孔隙率為50％，強(qiáng)度為50MPa，彈性模量為12GPa。在孔中利用包埋法載入萬(wàn)古霉素，載藥量為20mg/cm3，萬(wàn)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(mǎn)足骨填充、骨移植、骨修復(fù)的需要。
實(shí)施例6
利用激光打孔法制備多孔鎂，多孔鎂孔徑大小為50μm，孔隙率為70％，強(qiáng)度為20MPa，彈性模量為5GPa。在孔中利用包埋法載入紫杉醇，載藥量為5mg/cm3。該材料可滿(mǎn)足心血管支架的需要。
實(shí)施例7
利用激光打孔法制備多孔鎂鋅合金，多孔鎂合金孔徑大小為25μm，孔隙率為90％，強(qiáng)度為4MPa，彈性模量為0.5GPa。在孔中利用包埋法載入雷帕霉素，載藥量為30mg/cm3，雷帕霉素是一種療效好，低毒，無(wú)腎毒性的新型免疫抑制劑。該材料可滿(mǎn)足心血管支架的需要。
實(shí)施例8
利用激光打孔法制備多孔鎂鈣合金，多孔鎂合金孔徑大小為5μm，孔隙率為80％，強(qiáng)度為15MPa，彈性模量為1.5GPa。在孔中利用滲透法載入尼莫地平，載藥量為50mg/cm3，尼莫地平用于急性腦血管病恢復(fù)期的血液循環(huán)改善。各種原因的蛛網(wǎng)膜下腔出血后的腦血管痙攣，及其所致的缺血性神經(jīng)障礙高血壓、偏頭痛等。也被用作缺血性神經(jīng)元保護(hù)和血管性癡呆的治療。該材料可滿(mǎn)足心血管支架的需要。
實(shí)施例9
利用粉末冶金法制備多孔鎂鍶合金，多孔鎂合金孔徑大小為200μm，孔隙率為30％，強(qiáng)度為100MPa，彈性模量為10GPa。在孔中利用吸附平衡法載入布洛芬，載藥量為8mg/cm3，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(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、骨關(guān)節(jié)炎、強(qiáng)直性脊椎炎和神經(jīng)炎等。該材料可滿(mǎn)足骨填充、骨移植、骨修復(fù)的需要。
實(shí)施例10
利用3D打印法制備多孔鎂鋅合金，多孔鎂合金孔徑大小為400μm，孔隙率為60％，強(qiáng)度為75MPa，彈性模量為8GPa。在孔中利用熔融法載入頭孢他啶，載藥量為1mg/cm3，頭孢他啶適用于敏感革蘭氏陰性桿菌所至的敗血癥、下呼吸系感染、腹腔膽系感染、復(fù)雜性尿路感染和嚴(yán)重皮膚軟組織感染。對(duì)于由多種耐藥革蘭氏陰性桿菌引起的免疫缺陷者感染、醫(yī)院內(nèi)感染以及革蘭氏陰性桿菌或綠膿桿菌所致中樞神經(jīng)系感染尤為適用。該材料可滿(mǎn)足心骨填充、骨移植、骨修復(fù)的需要。
實(shí)施例11
利用3D打印法制備多孔鎂鋅合金，鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.9％，多孔鎂合金孔徑大小為0.01mm，孔隙率為90％，強(qiáng)度為5MPa，彈性模量為0.1GPa。在孔中利用熔融法載入頭孢他啶。該材料可滿(mǎn)足心骨填充、骨移植、骨修復(fù)的需要。
實(shí)施例12
利用激光打孔法制備多孔鎂鈣合金，鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80％，多孔鎂合金孔徑大小為2mm，孔隙率為10％，強(qiáng)度為200MPa，彈性模量為40GPa。在孔中利用滲透法載入尼莫地平。該材料可滿(mǎn)足心血管支架的需要。