專利名稱：一種胸骨關閉手術用的金屬絲及其制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種臨床手術用的金屬絲，具體地說，是一種心臟 手術胸骨閉合中使用的無磁性金屬絲及其制作方法。
背景技術：
目前的臨床心臟手術中，閉合胸骨時通常采用的縫合線是不銹 鋼絲。不銹鋼絲雖然有較好撓度、抗疲勞度和抗拉強度，但是不銹鋼絲長期植
入人體有著極大的弊端首先，接受心臟手術的患者中過半都是兒童(例如先 天性房、室瓣膜缺損患者)。不銹鋼絲的永久植入，意味著這些兒童在以后的生 涯中不能接受諸如磁共振等檢查。正因如此，醫(yī)院對所有接受心臟手術的患者 和家屬，都在《術前家屬知情同意書》上明確告知"鋼絲永久植入，患者將來 不能進行磁共振檢査"。而磁共振檢査在腦部疾病，心臟及肺臟疾病，某些骨科 疾病中，都是不可缺少的；其次，人體對不銹鋼絲偶有過敏性，導致少數(shù)患者 術后患上胸骨骨髓炎，傷口長期不能愈合，給患者和親屬帶來極大的痛苦，給 治療帶來很大困難。
鈦金屬有著耐腐蝕性強、組織相容性好、無毒性、無致敏性、無磁性、可 長期在人體內(nèi)植入的特點。因此，鈦及鈦合金制品在醫(yī)療領域已有廣泛應用， 如骨科、口腔科等。但是，相對不繡鋼絲而言，純鈦及常用鈦合金絲存在著強 度較差等缺點，因此對某些手術而言，不繡鋼絲是不可代替的。目前，常用于 種植體的鈦合金材料是Ti-6Al-4V，它比純鈦有著更好的疲勞強度、抗拉強度和 屈服強度。但隨著人們對釩(V)元素有害于人體的認識，從上世紀80年代開 始，開發(fā)無釩醫(yī)用鈦合金金屬絲，成為重大科研課題
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種機械性能與不銹鋼絲相似、不產(chǎn) 生磁感應、與人體組織相容性好且對人體無毒害作用的手術用金屬絲及其制作方法。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明通過大量的研究和試驗，選定Ti-6Al-7Nb鈦 合金絲為心臟胸骨閉合手術中理想的縫合絲。這些鈦合金為無釩的醫(yī)用鈦合金， 其強度是純鈦的兩倍以上，撓度、抗疲勞度及抗拉強度與不銹鋼相當。
作為植入人體內(nèi)的永久性醫(yī)用金屬材料，要求其與人體之間有極佳的組織 相容性。本發(fā)明為進一步提高鈦合金絲與人體組織的相容性，釆用了對鈦合金 絲進行表面生物活性涂層處理的方法，即釆用微弧氧化技術，使絲的表面呈粗 糙多孔形態(tài)，實現(xiàn)了大大提高組織相容性的理想效果。
本發(fā)明的制作方法依下述步驟進行
a. 將符合ISO人體植入標準的鈦合金Ti-6Al-7Nb金屬錠，冷拉成絲，直 徑為l.O隨或0. 8mm,并剪成需要的長度;
b. 將上述金屬絲的兩端加工成尖形；
C.將上述金屬絲進行表面拋研，保證表面粗糙度低于1.6;
d. 將上述金屬絲放在微弧氧化槽中進行表面處理，至金屬絲表面氧化膜厚 度為100-150,;
e. 將上述金屬絲封裝、環(huán)氧乙烷或Co"消毒。
微弧氧化技術(Microarc Oxidation, MAO)，又稱等離子電化學沉積技術， 是一種在金屬表層原位生長陶瓷氧化膜的新技術。其過程機制包括熱析出、元 素擴散、等離子化學反應和電泳效應。微弧氧化過程中，電源接通后，位于電 解液中的金屬表面立即形成一層薄的陽極氧化絕緣膜，處理電壓超過一定值后， 膜中的局部超高電壓會將絕緣膜擊穿，樣品表面可觀察到大量游動的微弧，微 弧區(qū)瞬間溫度高達300(TC以上，周圍的氧化膜熔化并沿著等離子放電通道噴射 出來。微弧熄滅后，熔融物在電解液環(huán)境中瞬間凝固，使鈦合金絲的表面形成特征性的粗糙多孔形態(tài)。鈦合金絲經(jīng)微弧氧化所形成的表層結(jié)構(gòu)形態(tài)中，致密 的內(nèi)層氧化鈦膜可阻止體液對金屬的侵蝕及金屬離子向機體的游離、改善生物
相容性；多孔的外層氧化鈦膜則利于成骨細胞附著及骨組織生長；而膜中的部 分孔隙相互連通更利于種植體與骨的機械鎖合。本發(fā)明采用微弧氧化技術在 Ti-6Al-7Nb鈦合金絲表面合成多孔納米氧化鈦基復相生物活性涂層，技術指標 是厚度〉100[im,結(jié)合強度MOMPa， E=30-50GPa,表面孔隙率30-40%，孔隙 直徑3-5^m。


圖1.本發(fā)明的整體形狀示意圖2.圖1之A-A剖面圖3.圖1之局部放大圖4.金屬絲微弧氧化的加工示意圖5.圖4之A部分示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖敘述一個本發(fā)明的實施例 本實施例選用臨床手術用金屬絲的材質(zhì)為鈦合金Ti-6Al-7Nb。 圖1顯示了本實施例的形狀其長為300mm，直徑為lmm。絲的兩端為 尖形。
圖2、圖3分別是圖1之A-A剖面圖和B的局部放大圖。鈥合金絲釆用表 面生物活性涂層處理技術，使絲的表面形成了粗糙有諸多凹坑形態(tài)的陶瓷氧化 膜。
圖4、圖5顯示對金屬絲進行微弧氧化的加工狀態(tài)。將金屬絲安放在多孔 夾具上，夾具為上下成對，材料為紫銅。夾具呈圓形，直徑60mm，厚度為20mm， 平均分布有104個直徑為2mm的圓孔。。在曰本三菱Sodic微弧氧化機槽中進 行金屬絲表面處理，電解液為煤油。A為一對專為加工本金屬絲設計的固定夾具。進行微弧氧化時夾具接地，電勢為零。B為外圈電極，接陽極電壓為380V， 調(diào)整輸入電流為1.5-1.6A。外圈電極按箭頭所示方式自上而下運動，速度為每 分鐘5mm。
本實施例的制作流程如下
1. 將符合ISO人體植入標準(GB12417-90 )的鈦合金Ti-6Al-7Nb金屬錠冷拉 成絲，直徑為l. Oram;經(jīng)較直后裁為長300士2mm。
2. 在夾具上將上述金屬絲固定，將兩端磨成尖形。
3. 將上述金屬絲進行曲表面拋研，保證表面粗糙度低于1.6。
4. 將金屬絲安放在多孔夾具上。在日本三菱Sodic微弧氧化機槽中進行金屬絲 表面處理。外圈為陽極，夾具接零。設備電壓380V,調(diào)整輸入電流為 1.5-1.6A，外圈電極自上而下運動速度為每分鐘5mm。金屬絲表面氧化膜厚 度為100-150,。
5. 將金屬絲進行表面清理。
6. 封裝、環(huán)氧乙烷或Co"消毒。
權(quán)利要求
1.一種胸骨關閉手術用的金屬絲，其特征在于該金屬絲采用鈦合金Ti-6A1-7Nb絲，該鈦合金絲的表面為粗糙多孔(1)形態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述胸骨關閉手術用的金屬絲的制作方法，其特征在于， 依下述步驟進行a. 將符合ISO人體植入標準的鈦合金Ti-6Al-7Nb錠，冷拉成絲；b. 將上述金屬絲的兩端加工成尖形；C.將上述金屬絲進行表面拋研，保證表面粗糙度低于1. 6;d. 將上述金屬絲放在微弧氧化機槽中進行表面處理，至金屬絲表面氧化膜 厚度為100-150pm;e. 將上述金屬絲封裝、環(huán)氧乙烷或Co,肖毒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種臨床心臟外科胸骨閉合手術用的金屬絲及其制作方法。該金屬絲的材質(zhì)為鈦合金Ti-6Al-7Nb絲，并對該Ti-6Al-7Nb絲進行生物活性涂層處理。試驗證明Ti-6Al-7Nb絲，不僅具有與不不銹鋼絲相似的良好機械性能，且具有與人體組織的良好相容性，對人體不會產(chǎn)生任何損害；對該金屬絲進一步進行表面生物活性涂層處理后，使其表面形成有著諸多凹坑的陶瓷氧化膜，更加提高了金屬絲與人體之間的組織相容性。該Ti-6Al-7Nb絲永久植入人體內(nèi)，完全滿足臨床心臟外科胸骨閉合手術用金屬絲的要求。
文檔編號C25D7/06GK101590290SQ200910021979
公開日2009年12月2日 申請日期2009年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月10日
發(fā)明者宋永春, 罡 曹 申請人:宋永春;曹 罡