植入体的表面处理方法、经所述方法处理的植入体和所述方法中使用的电解质溶液的制作方法
专利名称：植入体的表面处理方法、经所述方法处理的植入体和所述方法中使用的电解质溶液的制作方法
植入体的表面处理方法、经所 述方法处理的植入体和所述方法中使用的电解质溶液本发明涉及一种植入体的表面处理方法、根据该方法处理的植入体以及该方法中使用的电解质溶液。在矫形外科手术中，关节置换之后的与植入体相关的感染是严重的并发症，在极端的案例中，可能需要移除假体。感染的发展主要是因为在人工植入体和组织之间的界面没有像组织的其他部位一样被很好地供以血液，使得肠胃外给药无效。在局部必须施用抗生素以对抗感染和完全杀死病原微生物。过去，已经尝试通过将抗微生物剂直接结合于植入体表面或通过将常规抗生素并入可再吸收性聚合物涂层、同种异体移植物、丙烯酸类水泥或磷酸钙水泥中来实现该目的。然而，这些方法容易损害人工植入体表面良好的骨整合性。近来，已经制备出含有抗微生物性能的磷酸钙植入体涂料，其通过在涂料中并入银离子制备。磷酸钙涂料，其主要是由羟基磷灰石组成，使得在人工植入体表面进行直接和化学的骨结合。沉积此类涂料到植入体表面上的一种方法是等离子喷涂技术。然而，如果银离子不得不包含在等离子喷涂涂料中，这是费时的，而且喷涂的涂料只能沿视线施用于植入体表面，这是该方法主要的缺点。另一种方法是通过透钙磷石的电化学(即阴极)沉积到植入体上，但是，电化学沉积涂料的缺陷是它们有限的力学完整性。另一方面，该方法的优点在于其可应用于任何传导性植入体级别基体。然而，为了在此类涂料中并入银离子， 必须应用后处理，由此在硝酸银溶液中产生离子交换反应。再另一种方法是使用溶胶/凝胶涂料，其是使用简单的浸渍技术应用于植入体，但是为了形成稠密的凝胶，此类涂料必须经过热处理，这可能对基体具有有害作用。本发明的一个目的是提供植入体的表面处理方法、和因而由该方法处理的植入体，其通过在组合的单步沉积过程中同步电化学沉积治疗剂和磷酸钙涂料而克服了上述缺
点ο根据本发明的第一个方面，提供植入体的导电表面的至少部分表面处理的方法， 该方法包括以下步骤制备电解质溶液，该电解质溶液包含钙离子和磷离子以及治疗剂；和在所述植入体的导电表面上，电化学沉积并入了所述治疗剂的磷酸钙涂料。在一个优选实施方案中，电解质溶液包含治疗剂和络合剂的组合，使得所得的络合物有净正电荷。本发明中，治疗剂并入磷酸钙涂料中发生在涂料的电化学沉积过程中。当磷酸钙涂料和治疗剂同时沉积时，植入体制备中所需的步骤数就减少了。与传统制备方法相比，本发明将在植入体上产生合适涂层所需的步骤数减少至单步过程。然而，可以理解，多个涂覆步骤可以用来产生定制和依时释放的治疗剂。优选地，治疗剂包括抗微生物剂。此类抗微生物剂可以包括金属、无机、有机或生物的抗微生物剂。有利的是，抗微生物剂包括金属离子，特别是银、铜、锌或钴离子或其混合物。
通常，在中性至碱性PH值的水中，金属磷酸盐显示低溶解性。对于抗微生物剂所关注的金属，如铜、银和钴，这尤其属实。如果微小量的这些金属，当离子以金属盐的形式存在时，被加入磷酸钙溶液中，就能够立即观察到沉淀反应，而且，原来被认定的抗微生物剂将可能不再能够通过电化学沉积而在植入体表面上沉积。络合剂的使用解决了该问题，其将金属离子保留于溶液中，例如，作为带正电荷的氨合络合物(ammine-complex)。除了稳定溶液之外，该类络合物还利于形 成正电荷，因此依然被由植入体导电表面形成的负极电极所静电吸引。因此，同样优选地，络合剂包括(二)氨合络合物((di) -ammine complex)构建剂 (building agent) 0然而，如果所得络合物有净正电荷，也可以使用其他络合物形成分子。磷酸钙易于在碱性溶液中沉淀，但是，例如，银二氨合络合物(diammin complex) 在低于6的pH值开始解离。因此，优选地，在制备电解质溶液的过程中，在加入络合剂前形成碱溶液，其PH值为7-9，包含端值。由于本发明不必须包含植入体的任何热后处理并在非常温和的化学和电化学环境中发生，因此在电解质溶液中可包括其它添加剂，如有机或生物分子，如肽、DNA等，前提是它们在溶液中产生必备的正电荷。根据本发明的第二个方面，提供了具有至少部分导电表面的植入体，对该植入体的所述导电表面的至少部分进行了表面处理，该表面处理包括以下步骤制备电解质溶液，该溶液包含钙离子和磷离子以及治疗剂；和在所述植入体的导电表面上，电化学沉积并入了所述治疗剂的磷酸钙涂料。在一个优选实施方案中，电解质溶液包含治疗剂和络合剂的组合，其使所得的络合物有净正电荷。优选地，植入体具有由钛合金形成的导电表面。同样优选地，钛合金包括Ti-6Al_7Nb、Ti-6A1_4V或可商购的纯Ti。在替代性实施方案中，植入体具有由锆合金，特别是ττ-l. 5Nb形成的导电表面。根据本发明的第三个方面，提供了电解质溶液，该电解质溶液用于植入体导电表面至少部分的表面处理，该电解质溶液含有钙离子和磷离子以及治疗剂。在一个优选实施方案中，治疗剂与络合剂组合使用，以使所得的络合物具有净正电荷。本发明各个方面进一步优选但并非必要的特征在附加的从属权利要求中进行描述。本发明的各个方面将在此通过实施例进一步描述。为了在组合的单步沉积方法中同步电化学沉积治疗剂如银离子和磷酸钙涂料，首先必须制备含有银、钙和磷酸根离子的电解质溶液。这可以通过下述实现。首先，制备IM氨溶液以形成碱电解液。该溶液的起始pH值大约为11-12，并且因为上述原因，必须经加入IOM硝酸以降低至大约7. 8。接着加入预定量的硝酸银(AgNO3)。 该量可包括，例如，0. 02g/l，但是如果需要，高达10倍的量也是可能的，S卩，该预定量可为 0. Olg/l-O. 20g/l，包含端值。如上所述，可以代替硝酸银使用或除了硝酸银之外还使用其他金属盐，这取决于植入体上需沉积的金属离子。
在金属盐完全溶解之后，将磷酸铵和硝酸钙加入到电解质溶液中。优选地，Ca/P 比为1. 0-2. 0，更优选为1. 2-1. 8，甚至更优选为1. 67，钙与磷酸根的浓度为钙0. 042M，磷酸根0. 025M。所得电解质溶液在电化学沉积开始之前的pH值为5. 5-4. 5，包含端值，并且稳定在4. 5。植入体的表面处理可以此时使用阴 极沉积法进行，以在植入体表面上沉积含银的磷酸钙层。优选地，植入体或至少其导电表面包含钛合金，例如Ti-6Al-7Nb，该合金在电化学涂覆步骤之前已经在HF/HN03溶液中稍加浸蚀。可替代地，植入体或至少其导电表面包含Ti-6A1-4V形式的钛合金或可商购纯的Ti。在进一步的可替代实施方案中，植入体或至少其导电表面包含锆合金，特别是5Nb的形式。 本发明的一个实施方案中，在电化学涂覆过程中，在恒电位模式下，使用的电压为 1-3V，包含端值。本发明的另一个实施方案中，在电化学涂覆过程中，在恒电流模式下，使用的电流为0.001-0. 2mA/cm2，包含端值。特别优选的电流大约为0. OlmA/cm2。还使用石墨或钛阳极，并且电解质溶液用磁力搅拌器进行恒定搅拌。典型的工艺持续30分钟，但是这取决于所期望的涂层厚度和结构。在沉积过程中，溶液的PH变为略高值。处理之后，植入体上涂层中含有的银为至少部分金属性的。而且，涂层的基色 (base colour)为灰到黑，这取决于电解质溶液中所使用的银浓度。如前所述，其他或另外的金属离子可以作为治疗剂使用，例如，可以使用锌、铜、 钴、铝的离子。同样地，也可以使用其他络合剂以稳定电解质溶液中的这些金属离子，例如乙二胺络合物。除了金属离子之外，其他抗微生物活性物质，例如抗生素、抗病毒药或杀真菌剂也可以以适当的形式加入到电解质溶液中，前提是这些试剂在电解质溶液中为带正电荷的。 类似地，其他治疗剂，例如生长因子、双膦酸盐/酯、肽、DNA等，也可以使用。因此可以理解， 植入体可被处理为产生多层体系，其可以产生各种添加剂的定值释放分布图。同样，在根据本发明的处理之后，可以使用电泳或类似技术将另外的活性物质并入已沉积的层中。为此， 在沉积另外的活性物质之前，可对已沉积的磷酸钙层进行热处理。典型的热处理在真空或惰性气氛炉中在550°C /lh以适当的加热和冷却速率下进行。可以理解，根据本发明的植入体的处理方法与现有技术相比有数项优点。首先，使用简单的单步涂覆方法在磷酸钙涂料中并入治疗剂成为可能。不需要离子交换反应，并且常规化学物质可以作为电解液组分使用。可以相信，与溶胶/凝胶涂料相比，本发明的方法不需要任何后续的热处理来最终决定涂料的性能。
权利要求
1.对植入体的导电表面的至少部分进行表面处理的方法，该方法包括以下步骤 制备电解质溶液，该溶液包含钙离子和磷离子以及治疗剂；和在所述植入体的导电表面上电化学沉积并入了所述治疗剂的磷酸钙涂料。
2.权利要求1所述的方法，其中，所述电解质溶液包含与治疗剂结合的络合剂，使所得的络合物具有净正电荷。
3.权利要求1或2所述的方法，其中，所述治疗剂包括抗微生物剂。
4.权利要求3所述的方法，其中，所述抗微生物剂包括无机、有机或生物的抗微生物剂。
5.权利要求1-4任一项所述的方法，其中，所述治疗剂包括金属离子。
6.权利要求5所述的方法，其中，所述治疗剂包括银、铜、锌或钴离子或其混合物。
7.权利要求1-6任一项所述的方法，其中，所述络合剂包括(二)氨合络合物构建剂。
8.权利要求2-7任一项所述的方法，其中，在制备所述电解质溶液的过程中，在加入所述络合剂前形成碱溶液，其PH值为7-9，包含端值。
9.权利要求1-8任一项所述的方法，其中，所述电解质溶液的制备包括以下步骤 制备氨溶液以形成碱电解质溶液；通过向所述氨溶液加入酸来降低其PH值至8或更低； 向其加入预定量的金属盐；和在所述金属盐溶解后，向其加入磷酸铵和硝酸钙。
10.权利要求9所述的方法，其中，所述金属盐包括银盐。
11.权利要求9或权利要求10所述的方法，其中，所述金属盐是硝酸银。
12.权利要求9-11任一项所述的方法，其中，所述金属盐的预定量为0.Olg/l-O. 20g/ 1，包含端值。
13.权利要求9-12任一项所述的方法，其中，通过向所述氨溶液加入无机酸或有机酸来降低其PH值。
14.权利要求13所述的方法，其中，通过向所述氨溶液加入硝酸、盐酸、磷酸和/或乙酸来降低其PH值。
15.权利要求9-14任一项所述的方法，其中，所述电解质溶液中的Ca/P比为1.0-2.0， 优选为1. 2-1. 8。
16.权利要求9-15任一项所述的方法，其中，所述电解质溶液的pH值为7.5-4. 5，包含端值。
17.权利要求1-16任一项所述的方法，其中，在电化学沉积磷酸钙涂料的过程中，在恒电位模式下，使用的电压为1V-3V，包含端值。
18.权利要求1-17任一项所述的方法，其中，在电化学沉积磷酸钙涂料的过程中，在恒电流模式下，使用的电流为0. 001-0. 2mA/cm2，包含端值。
19.权利要求1-18任一项所述的方法，其中，在电化学沉积磷酸钙涂料的过程中，所述电解质溶液用磁力搅拌器进行搅拌。
20.权利要求1-19任一项所述的方法，其中，电化学沉积过程持续时间为大约10-120 分钟，优选为15-60分钟，更优选为20-45分钟。
21.权利要求2-20任一项所述的方法，其中，所述络合剂包括乙二胺。
22.制备植入体的方法，该方法包括上述任一项权利要求所述方法。
23.植入体，该植入体具有至少部分的导电表面，所述植入体的导电表面的至少部分经过了表面处理，该表面处理包括以下步骤制备电解质溶液，该电解质溶液包含钙离子和磷离子以及治疗剂；和在所述植入体的导电表面上电化学沉积并入了所述治疗剂的磷酸钙涂料。
24.权利要求23所述的植入体，其中，所述表面处理包括制备包含钙离子和磷离子以及与络合剂结合的治疗剂的电解质溶液，以使所得的络合物具有净正电荷的步骤。
25.权利要求23或24所述的植入体，其中，所述导电表面由钛合金形成。
26.权利要求25所述的植入体，其中，所述钛合金包括Ti-6Al-7Nb、可商购的纯Ti和 / 或 Ti6A14V。
27.权利要求23或24所述的植入体，其中，所述导电表面由锆合金形成，特别是 Zr-2. 5Nb。
28.权利要求20-27任一项所述的植入体，其包括矫形或牙科植入体。
29.电解质溶液，该电解质溶液用于对植入体导电表面的至少部分进行表面处理，其包括钙离子和磷离子以及治疗剂。
30.权利要求29所述的电解质溶液，其包括与治疗剂结合的络合剂，以使所得的络合物具有净正电荷。
31.权利要求29或30所述的溶液，其中，所述治疗剂包括抗微生物剂。
32.权利要求29-31任一项所述的溶液，其中，所述治疗剂包括金属离子。
33.权利要求32所述的溶液，其中，所述治疗剂包括银、铜、锌或钴离子或其混合物。
34.权利要求30-33任一项所述的溶液，其中，所述络合剂包括(二)氨合络合物构建剂。
35.权利要求29-34任一项所述的溶液，其包括氨溶液。
36.权利要求29-35任一项所述的溶液，其由以下步骤制备 制备氨溶液以形成碱电解液；通过向所述氨溶液加入酸来降低其PH值至小于9 ； 向其加入预定量的金属盐；和在所述金属盐溶解后，向其加入可溶性磷酸盐和钙盐。
37.权利要求32-36任一项所述的溶液，其中，所述金属盐包括银盐。
38.权利要求32-37任一项所述的溶液，其中，所述金属盐是硝酸银。
39.权利要求32-38任一项所述的溶液，其中，所述金属盐的预定量为O.Olg/l-O.20g/ 1，包含端值。
40.权利要求36-39任一项所述的溶液，其中，所述酸为硝酸。
41.权利要求29-40任一项所述的溶液，其中，Ca/P比为1.0-2. 0，优选为1. 2-1. 8。
42.权利要求29-41任一项所述的溶液，其pH值为7.5-4. 5，包含端值。
全文摘要
本发明公开了一种植入体的至少部分导电表面的表面处理方法，特别是矫形或牙科植入体，该方法可以在组合的单步沉积方法中同步电化学沉积含有治疗剂和磷酸钙的涂料。该方法包括电解质溶液的制备，该电解质溶液包括钙和磷离子以及治疗剂，优选地，包含与治疗剂结合的络合剂，以使所得的络合物有净正电荷。接着在电化学沉积过程中使用该电解质溶液，在植入体的导电表面形成混入治疗剂的磷酸钙涂料。优选地，治疗剂包括金属离子，例如，银离子，和络合剂包括氨合络合物。同样，提供一种经过该方法处理的植入体，以及该方法中使用的电解质溶液。
文档编号A61L27/54GK102449205SQ200980158529
公开日2012年5月9日 申请日期2009年4月2日 优先权日2009年4月2日
发明者M·弗里施赫斯, V·M·弗劳希格 申请人:史密夫和内修整形外科股份公司
植入体的表面处理方法、经所 述方法处理的植入体和所述方法中使用的电解质溶液本发明涉及一种植入体的表面处理方法、根据该方法处理的植入体以及该方法中使用的电解质溶液。在矫形外科手术中，关节置换之后的与植入体相关的感染是严重的并发症，在极端的案例中，可能需要移除假体。感染的发展主要是因为在人工植入体和组织之间的界面没有像组织的其他部位一样被很好地供以血液，使得肠胃外给药无效。在局部必须施用抗生素以对抗感染和完全杀死病原微生物。过去，已经尝试通过将抗微生物剂直接结合于植入体表面或通过将常规抗生素并入可再吸收性聚合物涂层、同种异体移植物、丙烯酸类水泥或磷酸钙水泥中来实现该目的。然而，这些方法容易损害人工植入体表面良好的骨整合性。近来，已经制备出含有抗微生物性能的磷酸钙植入体涂料，其通过在涂料中并入银离子制备。磷酸钙涂料，其主要是由羟基磷灰石组成，使得在人工植入体表面进行直接和化学的骨结合。沉积此类涂料到植入体表面上的一种方法是等离子喷涂技术。然而，如果银离子不得不包含在等离子喷涂涂料中，这是费时的，而且喷涂的涂料只能沿视线施用于植入体表面，这是该方法主要的缺点。另一种方法是通过透钙磷石的电化学(即阴极)沉积到植入体上，但是，电化学沉积涂料的缺陷是它们有限的力学完整性。另一方面，该方法的优点在于其可应用于任何传导性植入体级别基体。然而，为了在此类涂料中并入银离子， 必须应用后处理，由此在硝酸银溶液中产生离子交换反应。再另一种方法是使用溶胶/凝胶涂料，其是使用简单的浸渍技术应用于植入体，但是为了形成稠密的凝胶，此类涂料必须经过热处理，这可能对基体具有有害作用。本发明的一个目的是提供植入体的表面处理方法、和因而由该方法处理的植入体，其通过在组合的单步沉积过程中同步电化学沉积治疗剂和磷酸钙涂料而克服了上述缺
点ο根据本发明的第一个方面，提供植入体的导电表面的至少部分表面处理的方法， 该方法包括以下步骤制备电解质溶液，该电解质溶液包含钙离子和磷离子以及治疗剂；和在所述植入体的导电表面上，电化学沉积并入了所述治疗剂的磷酸钙涂料。在一个优选实施方案中，电解质溶液包含治疗剂和络合剂的组合，使得所得的络合物有净正电荷。本发明中，治疗剂并入磷酸钙涂料中发生在涂料的电化学沉积过程中。当磷酸钙涂料和治疗剂同时沉积时，植入体制备中所需的步骤数就减少了。与传统制备方法相比，本发明将在植入体上产生合适涂层所需的步骤数减少至单步过程。然而，可以理解，多个涂覆步骤可以用来产生定制和依时释放的治疗剂。优选地，治疗剂包括抗微生物剂。此类抗微生物剂可以包括金属、无机、有机或生物的抗微生物剂。有利的是，抗微生物剂包括金属离子，特别是银、铜、锌或钴离子或其混合物。
通常，在中性至碱性PH值的水中，金属磷酸盐显示低溶解性。对于抗微生物剂所关注的金属，如铜、银和钴，这尤其属实。如果微小量的这些金属，当离子以金属盐的形式存在时，被加入磷酸钙溶液中，就能够立即观察到沉淀反应，而且，原来被认定的抗微生物剂将可能不再能够通过电化学沉积而在植入体表面上沉积。络合剂的使用解决了该问题，其将金属离子保留于溶液中，例如，作为带正电荷的氨合络合物(ammine-complex)。除了稳定溶液之外，该类络合物还利于形 成正电荷，因此依然被由植入体导电表面形成的负极电极所静电吸引。因此，同样优选地，络合剂包括(二)氨合络合物((di) -ammine complex)构建剂 (building agent) 0然而，如果所得络合物有净正电荷，也可以使用其他络合物形成分子。磷酸钙易于在碱性溶液中沉淀，但是，例如，银二氨合络合物(diammin complex) 在低于6的pH值开始解离。因此，优选地，在制备电解质溶液的过程中，在加入络合剂前形成碱溶液，其PH值为7-9，包含端值。由于本发明不必须包含植入体的任何热后处理并在非常温和的化学和电化学环境中发生，因此在电解质溶液中可包括其它添加剂，如有机或生物分子，如肽、DNA等，前提是它们在溶液中产生必备的正电荷。根据本发明的第二个方面，提供了具有至少部分导电表面的植入体，对该植入体的所述导电表面的至少部分进行了表面处理，该表面处理包括以下步骤制备电解质溶液，该溶液包含钙离子和磷离子以及治疗剂；和在所述植入体的导电表面上，电化学沉积并入了所述治疗剂的磷酸钙涂料。在一个优选实施方案中，电解质溶液包含治疗剂和络合剂的组合，其使所得的络合物有净正电荷。优选地，植入体具有由钛合金形成的导电表面。同样优选地，钛合金包括Ti-6Al_7Nb、Ti-6A1_4V或可商购的纯Ti。在替代性实施方案中，植入体具有由锆合金，特别是ττ-l. 5Nb形成的导电表面。根据本发明的第三个方面，提供了电解质溶液，该电解质溶液用于植入体导电表面至少部分的表面处理，该电解质溶液含有钙离子和磷离子以及治疗剂。在一个优选实施方案中，治疗剂与络合剂组合使用，以使所得的络合物具有净正电荷。本发明各个方面进一步优选但并非必要的特征在附加的从属权利要求中进行描述。本发明的各个方面将在此通过实施例进一步描述。为了在组合的单步沉积方法中同步电化学沉积治疗剂如银离子和磷酸钙涂料，首先必须制备含有银、钙和磷酸根离子的电解质溶液。这可以通过下述实现。首先，制备IM氨溶液以形成碱电解液。该溶液的起始pH值大约为11-12，并且因为上述原因，必须经加入IOM硝酸以降低至大约7. 8。接着加入预定量的硝酸银(AgNO3)。 该量可包括，例如，0. 02g/l，但是如果需要，高达10倍的量也是可能的，S卩，该预定量可为 0. Olg/l-O. 20g/l，包含端值。如上所述，可以代替硝酸银使用或除了硝酸银之外还使用其他金属盐，这取决于植入体上需沉积的金属离子。
在金属盐完全溶解之后，将磷酸铵和硝酸钙加入到电解质溶液中。优选地，Ca/P 比为1. 0-2. 0，更优选为1. 2-1. 8，甚至更优选为1. 67，钙与磷酸根的浓度为钙0. 042M，磷酸根0. 025M。所得电解质溶液在电化学沉积开始之前的pH值为5. 5-4. 5，包含端值，并且稳定在4. 5。植入体的表面处理可以此时使用阴 极沉积法进行，以在植入体表面上沉积含银的磷酸钙层。优选地，植入体或至少其导电表面包含钛合金，例如Ti-6Al-7Nb，该合金在电化学涂覆步骤之前已经在HF/HN03溶液中稍加浸蚀。可替代地，植入体或至少其导电表面包含Ti-6A1-4V形式的钛合金或可商购纯的Ti。在进一步的可替代实施方案中，植入体或至少其导电表面包含锆合金，特别是5Nb的形式。 本发明的一个实施方案中，在电化学涂覆过程中，在恒电位模式下，使用的电压为 1-3V，包含端值。本发明的另一个实施方案中，在电化学涂覆过程中，在恒电流模式下，使用的电流为0.001-0. 2mA/cm2，包含端值。特别优选的电流大约为0. OlmA/cm2。还使用石墨或钛阳极，并且电解质溶液用磁力搅拌器进行恒定搅拌。典型的工艺持续30分钟，但是这取决于所期望的涂层厚度和结构。在沉积过程中，溶液的PH变为略高值。处理之后，植入体上涂层中含有的银为至少部分金属性的。而且，涂层的基色 (base colour)为灰到黑，这取决于电解质溶液中所使用的银浓度。如前所述，其他或另外的金属离子可以作为治疗剂使用，例如，可以使用锌、铜、 钴、铝的离子。同样地，也可以使用其他络合剂以稳定电解质溶液中的这些金属离子，例如乙二胺络合物。除了金属离子之外，其他抗微生物活性物质，例如抗生素、抗病毒药或杀真菌剂也可以以适当的形式加入到电解质溶液中，前提是这些试剂在电解质溶液中为带正电荷的。 类似地，其他治疗剂，例如生长因子、双膦酸盐/酯、肽、DNA等，也可以使用。因此可以理解， 植入体可被处理为产生多层体系，其可以产生各种添加剂的定值释放分布图。同样，在根据本发明的处理之后，可以使用电泳或类似技术将另外的活性物质并入已沉积的层中。为此， 在沉积另外的活性物质之前，可对已沉积的磷酸钙层进行热处理。典型的热处理在真空或惰性气氛炉中在550°C /lh以适当的加热和冷却速率下进行。可以理解，根据本发明的植入体的处理方法与现有技术相比有数项优点。首先，使用简单的单步涂覆方法在磷酸钙涂料中并入治疗剂成为可能。不需要离子交换反应，并且常规化学物质可以作为电解液组分使用。可以相信，与溶胶/凝胶涂料相比，本发明的方法不需要任何后续的热处理来最终决定涂料的性能。
权利要求
1.对植入体的导电表面的至少部分进行表面处理的方法，该方法包括以下步骤 制备电解质溶液，该溶液包含钙离子和磷离子以及治疗剂；和在所述植入体的导电表面上电化学沉积并入了所述治疗剂的磷酸钙涂料。
2.权利要求1所述的方法，其中，所述电解质溶液包含与治疗剂结合的络合剂，使所得的络合物具有净正电荷。
3.权利要求1或2所述的方法，其中，所述治疗剂包括抗微生物剂。
4.权利要求3所述的方法，其中，所述抗微生物剂包括无机、有机或生物的抗微生物剂。
5.权利要求1-4任一项所述的方法，其中，所述治疗剂包括金属离子。
6.权利要求5所述的方法，其中，所述治疗剂包括银、铜、锌或钴离子或其混合物。
7.权利要求1-6任一项所述的方法，其中，所述络合剂包括(二)氨合络合物构建剂。
8.权利要求2-7任一项所述的方法，其中，在制备所述电解质溶液的过程中，在加入所述络合剂前形成碱溶液，其PH值为7-9，包含端值。
9.权利要求1-8任一项所述的方法，其中，所述电解质溶液的制备包括以下步骤 制备氨溶液以形成碱电解质溶液；通过向所述氨溶液加入酸来降低其PH值至8或更低； 向其加入预定量的金属盐；和在所述金属盐溶解后，向其加入磷酸铵和硝酸钙。
10.权利要求9所述的方法，其中，所述金属盐包括银盐。
11.权利要求9或权利要求10所述的方法，其中，所述金属盐是硝酸银。
12.权利要求9-11任一项所述的方法，其中，所述金属盐的预定量为0.Olg/l-O. 20g/ 1，包含端值。
13.权利要求9-12任一项所述的方法，其中，通过向所述氨溶液加入无机酸或有机酸来降低其PH值。
14.权利要求13所述的方法，其中，通过向所述氨溶液加入硝酸、盐酸、磷酸和/或乙酸来降低其PH值。
15.权利要求9-14任一项所述的方法，其中，所述电解质溶液中的Ca/P比为1.0-2.0， 优选为1. 2-1. 8。
16.权利要求9-15任一项所述的方法，其中，所述电解质溶液的pH值为7.5-4. 5，包含端值。
17.权利要求1-16任一项所述的方法，其中，在电化学沉积磷酸钙涂料的过程中，在恒电位模式下，使用的电压为1V-3V，包含端值。
18.权利要求1-17任一项所述的方法，其中，在电化学沉积磷酸钙涂料的过程中，在恒电流模式下，使用的电流为0. 001-0. 2mA/cm2，包含端值。
19.权利要求1-18任一项所述的方法，其中，在电化学沉积磷酸钙涂料的过程中，所述电解质溶液用磁力搅拌器进行搅拌。
20.权利要求1-19任一项所述的方法，其中，电化学沉积过程持续时间为大约10-120 分钟，优选为15-60分钟，更优选为20-45分钟。
21.权利要求2-20任一项所述的方法，其中，所述络合剂包括乙二胺。
22.制备植入体的方法，该方法包括上述任一项权利要求所述方法。
23.植入体，该植入体具有至少部分的导电表面，所述植入体的导电表面的至少部分经过了表面处理，该表面处理包括以下步骤制备电解质溶液，该电解质溶液包含钙离子和磷离子以及治疗剂；和在所述植入体的导电表面上电化学沉积并入了所述治疗剂的磷酸钙涂料。
24.权利要求23所述的植入体，其中，所述表面处理包括制备包含钙离子和磷离子以及与络合剂结合的治疗剂的电解质溶液，以使所得的络合物具有净正电荷的步骤。
25.权利要求23或24所述的植入体，其中，所述导电表面由钛合金形成。
26.权利要求25所述的植入体，其中，所述钛合金包括Ti-6Al-7Nb、可商购的纯Ti和 / 或 Ti6A14V。
27.权利要求23或24所述的植入体，其中，所述导电表面由锆合金形成，特别是 Zr-2. 5Nb。
28.权利要求20-27任一项所述的植入体，其包括矫形或牙科植入体。
29.电解质溶液，该电解质溶液用于对植入体导电表面的至少部分进行表面处理，其包括钙离子和磷离子以及治疗剂。
30.权利要求29所述的电解质溶液，其包括与治疗剂结合的络合剂，以使所得的络合物具有净正电荷。
31.权利要求29或30所述的溶液，其中，所述治疗剂包括抗微生物剂。
32.权利要求29-31任一项所述的溶液，其中，所述治疗剂包括金属离子。
33.权利要求32所述的溶液，其中，所述治疗剂包括银、铜、锌或钴离子或其混合物。
34.权利要求30-33任一项所述的溶液，其中，所述络合剂包括(二)氨合络合物构建剂。
35.权利要求29-34任一项所述的溶液，其包括氨溶液。
36.权利要求29-35任一项所述的溶液，其由以下步骤制备 制备氨溶液以形成碱电解液；通过向所述氨溶液加入酸来降低其PH值至小于9 ； 向其加入预定量的金属盐；和在所述金属盐溶解后，向其加入可溶性磷酸盐和钙盐。
37.权利要求32-36任一项所述的溶液，其中，所述金属盐包括银盐。
38.权利要求32-37任一项所述的溶液，其中，所述金属盐是硝酸银。
39.权利要求32-38任一项所述的溶液，其中，所述金属盐的预定量为O.Olg/l-O.20g/ 1，包含端值。
40.权利要求36-39任一项所述的溶液，其中，所述酸为硝酸。
41.权利要求29-40任一项所述的溶液，其中，Ca/P比为1.0-2. 0，优选为1. 2-1. 8。
42.权利要求29-41任一项所述的溶液，其pH值为7.5-4. 5，包含端值。
全文摘要
本发明公开了一种植入体的至少部分导电表面的表面处理方法，特别是矫形或牙科植入体，该方法可以在组合的单步沉积方法中同步电化学沉积含有治疗剂和磷酸钙的涂料。该方法包括电解质溶液的制备，该电解质溶液包括钙和磷离子以及治疗剂，优选地，包含与治疗剂结合的络合剂，以使所得的络合物有净正电荷。接着在电化学沉积过程中使用该电解质溶液，在植入体的导电表面形成混入治疗剂的磷酸钙涂料。优选地，治疗剂包括金属离子，例如，银离子，和络合剂包括氨合络合物。同样，提供一种经过该方法处理的植入体，以及该方法中使用的电解质溶液。
文档编号A61L27/54GK102449205SQ200980158529
公开日2012年5月9日 申请日期2009年4月2日 优先权日2009年4月2日
发明者M·弗里施赫斯, V·M·弗劳希格 申请人:史密夫和内修整形外科股份公司
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