本實(shí)用新型涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，尤其涉及一種鎂基金屬抗感染鏈珠裝置。

背景技術(shù)：

慢性骨髓炎等骨相關(guān)感染是骨傷科的常見病，多系由急性化膿性骨髓炎治療不當(dāng)或不及時(shí)，病情慢性發(fā)展的結(jié)果，往往全身癥狀大多消失。只有在局部引流不暢時(shí)，才有全身癥狀表現(xiàn)。癥狀常常限于局部，往往頑固難治，甚至數(shù)年或者十?dāng)?shù)年不能痊愈。常可并發(fā)骨折、骨缺損、關(guān)節(jié)強(qiáng)直、畸形等造成病殘，最終患者截肢，甚至發(fā)生癌變危及患者生命，給患者帶來了極大的痛苦。

慢性骨髓炎的治療需要多種方法聯(lián)合，其主要原則是外科清創(chuàng)+死腔處理+抗生素治療。抗生素的應(yīng)用包括全身用藥和局部應(yīng)用兩種。由于損傷局部常有瘢痕形成或者血管損傷，導(dǎo)致血液循環(huán)障礙，抗生素的全身應(yīng)用很難在局部達(dá)到有效的藥物濃度。因此，局部抗生素應(yīng)用就顯得十分必要。目前，最常用的局部抗生素治療手段是富含抗生素的聚甲基異丁烯酸(poly methyl meth acrylate,PMMA)鏈珠。清創(chuàng)后將其填塞于死腔中，能夠有效提高局部的藥物濃度。但是PMMA該技術(shù)本身也存在缺陷，比如：無法吸收，需要二次取出；無成骨作用；聚合反應(yīng)產(chǎn)熱會(huì)導(dǎo)致抗生素失活。另外，由于抗生素的濫用和耐藥細(xì)菌的出現(xiàn)，也給治療帶來了很大的困難。因此，發(fā)展新的抗感染填充材料有迫切的臨床需求。

目前，抗菌填充材料主要有以下兩個(gè)研究方向：1)以多孔材料為載體負(fù)載抗生素，將材料作為載藥緩釋系統(tǒng)進(jìn)行局部治療，但此類材料仍然無法解決不斷增加的多種耐藥致病菌對(duì)抗生素的耐受問題。2)在內(nèi)植物材料表面被覆含有抗菌金屬離子的抗菌涂層，金屬離子可以廣譜抗菌，具有較好的抑菌作用，但是抗菌涂層由于厚度較薄，降解速度快，作用時(shí)間較短，無法實(shí)現(xiàn)術(shù)后較長(zhǎng)時(shí)間對(duì)感染的預(yù)防和治療，而且此類涂層與內(nèi)植物材料界面的結(jié)合力往往不夠，增加了涂層與內(nèi)植物之間發(fā)生斷裂分層的隱患。

另外，常規(guī)骨水泥鏈珠是由鈦絲、不銹鋼絲、編織絲線串聯(lián)。鏈珠植入后往往與骨組織整合到一起，需要二次手術(shù)取出，且容易造成骨缺損。

鎂基金屬材料被認(rèn)為是一種新型可降解金屬材料，具有如下鮮明的優(yōu)勢(shì)：1)可降解性。鎂合金具有較低的腐蝕電位，在含有氯離子的人體體液內(nèi)環(huán)境中易發(fā)生腐蝕，并以緩慢腐蝕的方式在體內(nèi)完全降解。2)生物安全性高。Mg作為人體必需的營(yíng)養(yǎng)元素，成人每天需要攝入鎂量為400mg左右。多余量的鎂可通過泌尿系統(tǒng)排泄，鎂在人體內(nèi)吸收不會(huì)導(dǎo)致血清鎂含量的明顯升高。3)生物力學(xué)性能極佳。鎂的密度為1.74g/cm3,與正常的骨組織接近(1.8-2.0g/cm3)。鎂合金壓縮屈服強(qiáng)度可達(dá)100-300MPa。純鎂的彈性模量44.1GPa，稍高于一般骨12-30GPa，可有效緩解傳統(tǒng)醫(yī)用金屬材料臨床上的“應(yīng)力遮擋”效應(yīng)。4)可抑制破骨促進(jìn)成骨。鎂合金降解后局部pH值升高以及降解后局部鎂離子濃度的升高均能顯著抑制破骨細(xì)胞功能，增加成骨細(xì)胞活性。微環(huán)境中氫氧根離子數(shù)量增加，能夠增加具有成骨相關(guān)生物活性的羥基磷灰石的產(chǎn)生。5)抗菌。由于鎂合金降解過程中表面形貌變化和的pH值升高，以及可以釋放抑菌相關(guān)的金屬離子，可抑制細(xì)菌形成細(xì)菌生物膜及骨髓炎的復(fù)發(fā)細(xì)菌在其表面生長(zhǎng)。

鎂基金屬體內(nèi)骨組織周圍的降解過程中可以向周圍組織不斷的緩慢釋放出具有抑菌作用的金屬離子，持續(xù)發(fā)揮抗感染作用，既避免了抗生素藥物的耐藥問題，又實(shí)現(xiàn)了內(nèi)植物對(duì)自身抗菌成分的緩釋，達(dá)到理想的抗感染治療效果。

因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種鎂基金屬抗感染鏈珠裝置，將純鎂或者含有其他有益成分的鎂合金制備鎂基金屬制備成鎂基金屬鏈珠裝置應(yīng)用于慢性骨髓炎抗感染填充物植入髓腔，可有效治療慢性骨髓炎，預(yù)防骨髓炎復(fù)發(fā)，同時(shí)鏈珠與編織串聯(lián)絲線均由鎂基金屬構(gòu)成，完全改善了之前產(chǎn)品不可降解、抗生素耐藥、藥物釋放時(shí)間短等問題，具有很好的臨床應(yīng)用前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是如何設(shè)計(jì)出一種抗菌效果強(qiáng)、不用二次手術(shù)取出、不易被組織包裹、不會(huì)產(chǎn)生抗生素耐藥、孔道與編織絲線的裝置構(gòu)造能為鎂基金屬鏈珠提供良好的力學(xué)支撐的鎂基金屬抗感染鏈珠裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種鎂基金屬抗感染鏈珠裝置，包括鏈珠本體和絲線，所述鏈珠本體具有孔道或平行孔道，所述絲線穿過所述孔道或平行孔道，所述絲線被配置為在所述鏈珠本體外部具有編織的狀態(tài)并將所述鏈珠本體串聯(lián)。

進(jìn)一步地，所述鏈珠本體為直徑1-20毫米的球體。

進(jìn)一步地，所述孔道或平行孔道直徑為0.5-5毫米。

進(jìn)一步地，所述平行孔道的個(gè)數(shù)為2-5個(gè)，所述鏈珠本體的個(gè)數(shù)為2-10個(gè)。

進(jìn)一步地，所述鏈珠本體還包含不貫穿的半孔道，所述半孔道或平行孔道用于放置填充緩釋劑。

進(jìn)一步地，所述鏈珠本體采用純鎂金屬或鎂合金。

進(jìn)一步地，所述絲線采用純鎂金屬或鎂合金。

進(jìn)一步地，所述編織的狀態(tài)為一股或多股所述絲線交錯(cuò)纏繞。

進(jìn)一步地，所述鎂基金屬含有銅、鋅、錳、硒、鍶、鈣、鐵、鋯、錫、鎳、鋁、銀、鈧、釔、鑭、鈰、鐠、釹、鉅、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥中的一種或多種元素。

進(jìn)一步地，所述鎂基金屬中除鎂外元素成分的重量百分比為0.01％-20％。

本實(shí)用新型所述技術(shù)方案與負(fù)載抗生素的聚甲基異丁烯酸(poly methyl meth acrylate,PMMA)鏈珠相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

1.可降解性。鎂合金具有較低的腐蝕電位，在含有氯離子的人體體液內(nèi)環(huán)境中易發(fā)生腐蝕，通過成分設(shè)計(jì)和組織結(jié)構(gòu)調(diào)控，實(shí)現(xiàn)其降解行為可控，以緩慢腐蝕的方式在體內(nèi)完全降解。

2.生物安全性高。鎂作為人體必需的營(yíng)養(yǎng)元素，多余量的鎂分別通過泌尿和膽道系統(tǒng)排泄。

3.具備理想的抗感染性能，本實(shí)用新型所采用的純鎂或鎂合金，其可在人體體液中降解的同時(shí)向周圍組織釋放有益抗菌離子，及升高pH值，可有效預(yù)防和治療內(nèi)植物周圍感染。同時(shí)鎂合金鎂基金屬降解過程中表面形貌變化和pH值升高，可抑制細(xì)菌在其表面生長(zhǎng)。無需額外使用局部抗生素，避免了抗生素失活或抗生素耐藥所產(chǎn)生的問題。

4.鎂和部分微量元素參與骨組織的代謝，并且具有促進(jìn)骨形成的生物活性，降解產(chǎn)物能夠促進(jìn)周圍骨密度增高。

5.設(shè)計(jì)形狀不易被組織包裹。

6.孔道與編織絲線的裝置構(gòu)造能為鎂基金屬鏈珠提供良好的力學(xué)支撐。

本實(shí)用新型所述的以鎂基金屬為原材料所制備的可降解鎂基金屬抗感染鏈珠裝置，可在生物體內(nèi)降解吸收且降解速率可控，具有良好的生物相容性，良好的成骨性能，并且具有較理想的抗感染性能。

以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本實(shí)用新型的目的、特征和效果。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的一個(gè)較佳實(shí)施例的鏈珠正視圖；

圖2是本實(shí)用新型的一個(gè)較佳實(shí)施例的鏈珠俯視圖；

圖3是本實(shí)用新型的一個(gè)較佳實(shí)施例的鏈珠裝置整體示意圖；

其中，1-鏈珠；2-孔道；3-絲線；4-半孔道。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型所述的具備抗感染性能的可降解鎂基金屬鏈珠裝置，由多個(gè)鎂基金屬球以鎂基金屬編織線相連而成。本實(shí)用新型的鎂基金屬需采用高純度的原材料和高潔凈度的熔煉技術(shù)來制造。經(jīng)熱處理和形變加工后制成所需的外形和形狀(球狀和線狀)。鎂基金屬球?yàn)橹睆綖?-20毫米的小球(如圖1所示)，內(nèi)含1-3個(gè)直徑為0.5-5毫米的平行孔道和2-5個(gè)直徑為0.5-5毫米的不貫穿的半孔道(如圖2所示)用于鎂基金屬絲線串聯(lián)編織(如圖3所示)。鎂基金屬絲線直徑為0.1-1毫米。3根編織過的絲線穿過金屬球的孔道并且以交叉編織的方式串聯(lián)各個(gè)金屬球，串2-10個(gè)金屬球，制備成鎂基金屬鏈珠裝置。

本實(shí)用新型的鎂基金屬主要組成元素是鎂(Mg)，其他組成元素可以為銅、鋅、錳、硒、鍶、鈣、鐵、鋯、錫、鎳、鋁、銀、鈧、釔、鑭、鈰、鐠、釹、鉅、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥的一種或多種。按重量百分比計(jì)，總量為0-20％。鎂是人體必需的營(yíng)養(yǎng)微量元素，由它們組成的合金具有良好的生物相容性和生物活性。鎂元素參與骨組織的代謝，并且具有促進(jìn)骨形成的生物活性，鎂基金屬的成骨特性使其更為適用于骨科內(nèi)植物器械。該金屬鏈珠裝置植入體內(nèi)后能夠有效治療慢性骨髓炎，預(yù)防術(shù)后感染復(fù)發(fā)。

實(shí)施例1

純鎂材料。采用高純度的原材料和高潔凈度的熔煉技術(shù)來制造?？估瓘?qiáng)度210Mpa，延伸率10％。經(jīng)熱處理和形變加工進(jìn)一步制成直徑0.8mm，長(zhǎng)度300mm的純鎂金屬絲線，以及直徑10mm，內(nèi)含3個(gè)直徑為1mm平行孔道和2個(gè)直徑為1mm不貫穿的半孔道的純鎂金屬球。

生物安全性

按照GB/T16886所述實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行生物學(xué)評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本實(shí)施例材料對(duì)成骨細(xì)胞和骨髓間充值干細(xì)胞沒有明顯的細(xì)胞毒性和凝血性，沒有明顯的致敏、刺激和遺傳毒性。

抗菌性能

采用實(shí)驗(yàn)菌株：表皮葡萄球菌菌株(S.epidermidis)、甲氧西林耐藥的表皮葡萄球菌菌株(MRSE)及購(gòu)自美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)細(xì)菌庫(kù)的表皮葡萄球菌菌株(ATCC 35984)。抑菌實(shí)驗(yàn)按照“JIS Z 2801-2000”《抗菌加工制品-抗菌性試驗(yàn)方法和抗菌效果》、GB/T21510-2008《納米無機(jī)材料抗菌性能檢測(cè)方法》”等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。結(jié)果顯示，此實(shí)施抗菌率為98％，對(duì)照組傳統(tǒng)PMMA抗菌率為7％。

實(shí)施例2

采用鎂合金，按重量百分比計(jì)，含有銅(Cu)、。重量百分比為0.5％。

采用高純度的原材料和高潔凈度的熔煉技術(shù)來制造?？估瓘?qiáng)度250Mpa，延伸率12％。經(jīng)熱處理和形變加工進(jìn)一步制成直徑1mm，長(zhǎng)度300mm的鎂合金金屬絲線，以及直徑10mm，內(nèi)含3個(gè)直徑為1mm平行孔道的鎂合金金屬球。

生物安全性

按照GB/T16886所述實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行生物學(xué)評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本實(shí)施例材料對(duì)成骨細(xì)胞和骨髓間充值干細(xì)胞沒有明顯的細(xì)胞毒性和凝血性，沒有明顯的致敏、刺激和遺傳毒性。

抗菌性能

采用實(shí)驗(yàn)菌株：表皮葡萄球菌菌株(S.epidermidis)、甲氧西林耐藥的表皮葡萄球菌菌株(MRSE)及購(gòu)自美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)細(xì)菌庫(kù)的表皮葡萄球菌菌株(ATCC 35984)。抑菌實(shí)驗(yàn)按照“JIS Z 2801-2000”《抗菌加工制品-抗菌性試驗(yàn)方法和抗菌效果》、GB/T21510-2008《納米無機(jī)材料抗菌性能檢測(cè)方法》”等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。結(jié)果顯示，此實(shí)施抗菌率為99％，對(duì)照組傳統(tǒng)PMMA抗菌率為7％。

以上詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本實(shí)用新型的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本實(shí)用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。