CN205885512U - 一种医用铆钉 - Google Patents

Abstract

为克服现有技术中的医用铆钉无法有效的与植入位置的周边人体组织进行融合的问题，本实用新型提供了一种医用铆钉，包括相互固定的帽部和杆部，所述帽部位于杆部一端；所述医用铆钉包括金属基底和位于金属基底表面的阳极氧化层，所述阳极氧化层包括内部具有微孔的多孔层；所述多孔层上具有封孔层；所述微孔内填充有填充物；所述填充物为生长因子和/或抑菌剂。本实用新型提供的医用铆钉可有效与周边人体组织快速融合。

Description

一种医用铆钉

技术领域

本实用新型涉及一种医用铆钉。

背景技术

我国是一个拥有13亿人口的大国，也是一个骨组织修复和骨重建材料的需求大国。在对骨骼或肌腱损伤进行修复过程中，通常会用到医用螺钉或铆钉等器械。

目前常规的接骨用医用铆钉为金属材质，其具有良好的力学性能，但其耐腐蚀性差，成本也高，如金属生物材料中综合性能较好的钛合金，一旦氧化膜被破坏，也将产生严重的腐蚀，并且价格高。

为提高医用铆钉的耐腐蚀性，现有技术中通常采用对钛合金等进行表面处理。但是经过表面处理后的钛合金无法有效的与植入位置的周边人体组织进行融合。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中的医用铆钉无法有效的与植入位置的周边人体组织进行融合的问题，提供一种医用铆钉。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种医用铆钉，包括相互固定的帽部和杆部，所述帽部位于杆部一端；所述医用铆钉包括金属基底和位于金属基底表面的阳极氧化层，所述阳极氧化层包括内部具有微孔的多孔层；所述多孔层上具有封孔层；所述微孔内填充有填充物；所述填充物为生长因子和/或抑菌剂。

本实用新型提供的医用铆钉中，金属基底表面的阳极氧化层具有一定的防腐蚀性，利于提高医用铆钉的防腐蚀性能。

重要的是，金属基底表面的阳极氧化层的微孔内填充有生长因子和/或抑菌剂，在上述医用铆钉植入人体后，填充于微孔内的上述填充物会缓慢释放，提高医用铆钉植入后机体的接受度，减少排异，降低感染，加速周边组织和植入体的融合。

并且，由于阳极氧化层内的多孔层中的微孔分布均匀，利于生长因子和/或抑菌剂的均匀释放。

进一步的，所述多孔层厚度为900-9000nm。

进一步的，所述多孔层厚度为3000-7000nm。

进一步的，所述封孔层厚度为100-500nm。

由于填充于微孔内的填充物过快释放不利于持续有效的发挥作用，而释放过慢则无法起到有效的效果。本实用新型中，多孔层上封孔层的厚度为100-500nm，上述厚度的封孔层可有效的保证填充于微孔内的填充物缓慢释放，从而长效持久的起到促进融合的作用。

进一步的，所述微孔孔径为14-22nm。

进一步的，所述金属基底为铝合金。

本实用新型提供的医用铆钉中，以铝合金作为金属基底，可在保证医用铆钉的强度的情况下，使其具有更轻的重量。

另外，采用廉价的铝合金作为金属基底可极大降低上述医用铆钉的成本。

进一步的，所述阳极氧化层还包括阻挡层，所述阻挡层位于基底和多孔层之间。

进一步的，所述阻挡层厚度为10-100nm。

进一步的，所述支撑部内部中空。

附图说明

图1是本实用新型优选实施方式提供的医用铆钉的主视图；

图2是本实用新型优选实施方式提供的医用铆钉的仰视图；

图3是本实用新型优选实施方式提供的医用铆钉所用材料的截面示意图。

说明书附图中的附图标记如下：

1、帽部；2、杆部；3、贯通孔；4、金属基底；5、阳极氧化层；6、封孔层。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供的一种医用铆钉，包括相互固定的帽部和杆部，所述帽部位于杆部一端；所述医用铆钉包括金属基底和位于金属基底表面的阳极氧化层，所述阳极氧化层包括内部具有微孔的多孔层；所述多孔层上具有封孔层；所述微孔内填充有填充物；所述填充物为生长因子和/或抑菌剂。

根据本实用新型，医用铆钉包括相互固定的帽部和杆部，所述帽部位于杆部一端。如常规的，该医用铆钉大体上呈“T”型。杆部从帽部中心位置沿垂直于帽部的方向延伸。

本实用新型提供的医用铆钉以金属作为基底，优选采用铝合金作为金属基底。本实用新型中，可采用常规的各种铝合金，优选情况下，所述铝合金包括0.01-0.4wt％的铜、0.01-0.15wt％的锰、0.45-1.2wt％的镁、0.01-0.25wt％的锌、0.04-0.35wt％的铬、0.01-0.15wt％的钛、0.2-0.8wt％的硅、0.01-0.7wt％的铁，余量为铝。通过具有上述组成的铝合金制备得到的阳极氧化层更利于填充物的缓慢释放。

本实用新型中，位于铝合金基底表面的阳极氧化膜具体可通过阳极氧化方法制备得到。如现有技术中所知晓的，在阳极氧化工艺中，铝合金金属基底表面发生化学反应，形成出多孔的阳极氧化膜。该阳极氧化膜与金属基底为一体。

具体的，本实用新型提供的医用铆钉中，阳极氧化膜包括具有大量微孔的多孔层。本实用新型中，上述内部具有大量微孔的多孔层的厚度为900-9000nm。上述厚度的多孔层可有效的对填充物进行吸附，并在医用铆钉植入人体后，利于填充物的缓慢释放。为保证多孔层内的微孔可以容纳和吸附足够的填充物，从而保证长效缓释的效果，优选情况下，该多孔层的厚度为3000-7000nm。

对于上述多孔层内微孔的截面形状，本实用新型中没有特殊限制，可以为常规的各种形状，优选情况下，所述微孔为类六边形。

本实用新型中，微孔的孔径可在较大范围内变动，为进一步利于填充物的填充和缓慢释放，优选情况下，所述微孔孔径为14-22nm。

对于上述阳极氧化层，优选情况下，包括阻挡层，所述阻挡层位于金属基底和多孔层之间。

上述阻挡层为致密的氧化铝，更利于填充物在微孔内稳定存在，并有效释放。同时，该阻挡层可进一步提高医用铆钉的抗腐蚀性。

对于上述阻挡层，其厚度可在较大范围内变动，优选情况下，所述阻挡层厚度为10-100nm。

本实用新型中，上述阻挡层可以以具有前述组成的铝合金通过阳极氧化形成。

根据本实用新型，上述填充于微孔内的填充物可以为生长因子和/或抑菌剂。本实用新型中，上述生长因子可以为常规的各种生长因子，优选情况下，所述生长因子包括血小板衍化生长因子、β转化生长因子、骨形态发生蛋白、成纤维细胞生长因子、白细胞介素中的一种或多种。

本实用新型中，封孔层位于多孔层上，用于将多孔层内的微孔封闭。需要注意的是，具有前述厚度的封孔层将微孔封闭后，位于微孔内的填充物仍可经过该封孔层进行释放，该封孔层的目的在于将填充物的释放速度降低至合理的程度，在保证释放的填充物有效发挥作用的情况下，避免过快释放而过快失效，并且避免填充物的浪费。

对于上述封孔层，可通过封孔处理形成。

本实用新型还提供了上述医用铆钉的制备方法，包括如下步骤；

S1、将经过前处理的铝合金金属基底进行阳极氧化处理，在所述金属基底表面形成阳极氧化层；所述阳极氧化层包括厚度为900-9000nm的多孔层，所述多孔层内具有微孔；

S2、在所述微孔内填充填充物；所述填充物为生长因子和/或抑菌剂；

S3、对所述阳极氧化层进行封孔处理，在所述多孔层上形成厚度为100-500nm的封孔层。

根据本实用新型，首先对铝合金金属基底进行前处理。

如前所述，本实用新型中采用的铝合金可以采用常规的各种铝合金，优选情况下，所述铝合金包括0.01-0.4wt％的铜、0.01-0.15wt％的锰、0.45-1.2wt％的镁、0.01-0.25wt％的锌、0.04-0.35wt％的铬、0.01-0.15wt％的钛、0.2-0.8wt％的硅、0.01-0.7wt％的铁，余量为铝。具有上述组成的铝合金可通过商购得到。

前处理为本领域技术人员常用的对金属基底表面进行的前处理工序，一般包括进行机械打磨或研磨去除表面明显的异物，然后对金属基底表面粘附的加工油等进行脱脂、清洗。优选，前处理包括对金属基底表面进行打磨，例如可以为：先采用100-400目的砂纸或者将其放入抛光机内对金属基底表面打磨使产生微米级的小孔。然后依次进行除油、第一水洗、碱蚀、第二水洗、中和、第三水洗等步骤，用本领域技术人员常用的各种溶剂在超声波中清洗该金属，清洗时间0.5-2h，去除金属基底表面的油污；然后将金属基底置于酸/碱性水溶液中，超声波条件下洗涤金属基底表面。所述溶剂可以为乙醇或丙酮。所述酸/碱性水溶液为本领域技术人员常用的各种酸/碱性水溶液，例如：可以为盐酸、硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾等。在本实用新型中，优选用无水乙醇将金属除油后水洗擦拭干净后再浸入40g/L、温度为40-80℃的氢氧化钠水溶液中进行碱蚀，1-5min后取出用去离子水冲洗干净，后用10-30％的HNO₃进行中和，除去表面残留的碱性溶液，再用去离子水冲洗干净，经过优选的前处理可以在金属基底的表面形成微米级的小孔，所述小孔的直径为1-10mm。

将经过前处理后的铝合金金属基底进行阳极氧化处理。阳极氧化处理的工艺大体与现有的相同，具体的，所述步骤S1包括：将经过前处理的金属基材作为阳极放入槽液中，在温度为10-30℃、电压为14-18V、电流密度为120-180A/m²的条件下电解10-40min，在所述金属基底表面形成所述阳极氧化层；所述槽液包括浓度为150-180g/l的H₂SO₄和浓度为5-15g/l的铝离子。

通过上述阳极氧化工艺，在铝合金金属基底表面形成阳极氧化膜，其中包括内部具有大量微孔的多孔层。多孔层厚度为900-9000nm。多孔层内，微孔的孔径为14-22nm。

尤其是在采用具有上述组成的铝合金的情况下，通过上述阳极氧化处理形成的阳极氧化层中还包括阻挡层，所述阻挡层位于金属基底和多孔层之间；所述阻挡层厚度为10-100nm。

根据本实用新型，在铝合金金属基底表面形成上述特定的阳极氧化层后，将表面具有阳极氧化层的金属基底置于填充物溶液中，将所述填充物吸附于所述微孔内。

上述填充物中，所述生长因子包括血小板衍化生长因子、β转化生长因子、骨形态发生蛋白、成纤维细胞生长因子、白细胞介素中的一种或多种。本领域技术人员可根据具体需要选择所需的生长因子。同时，也可根据需要选择所需的抑菌剂。本实用新型中，抑菌剂可以为现有技术中所常用的各种抑菌剂，本实用新型中不再详细赘述。

本实用新型中，将填充物填充于阳极氧化层的微孔内之后，还需进行封孔处理，从而将填充物封闭于微孔内，并保证其可缓慢释放。

根据本实用新型，为避免在封孔处理过程中对填充物产生破坏，上述封孔处理需避免高温，且不可引入镍等有害元素，优选情况下，

所述步骤S3中，室温下，将金属基底浸入封孔液中，浸渍30-75s后均匀提拉取出，晾干即可。所述封孔液包括聚氨酯树脂100重量份，聚乙烯蜡和聚四氟乙烯的化合物22-49重量份，丙酮132-175重量份，二甲苯60-90重量份，环乙酮35-48重量份，助剂5-20重量份，其中助剂采用三氧化二锑、三聚氰胺、三聚氰胺酯络化合物中的一种或多种。

通过上述封孔处理，在多孔层表面形成厚度为100-500nm的封孔层，一方面控制微孔内的填充物可缓慢释放，另一方面，该封孔层在一定程度上也可提高医用铆钉的抗腐蚀性能。

图1-图3示出了本实用新型优选实施方式提供的医用铆钉的结构。

具体的，该医用铆钉从上至下依次包括帽部1和杆部2。杆部2从帽部1中心位置沿垂直于帽部1的方向延伸，形成“T”型医用铆钉。

医用铆钉内部具有贯穿帽部1和杆部2的贯通孔3。贯通孔3位于杆部2的轴向。即，医用铆钉为中空的结构。

对于该医用铆钉，其材质如图3所示，从医用铆钉内部向外的方向上，该医用铆钉包括铝合金金属基底4、阳极氧化层5和封孔层6。其中，阳极氧化层5包括内部具有大量微孔的多孔层和阻挡层。阻挡层位于金属基底4表面，封孔层6位于多孔层表面。多孔层内的微孔中填充有生长因子和/或抑菌剂。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种医用铆钉，其特征在于，包括相互固定的帽部和杆部，所述帽部位于杆部一端；

所述医用铆钉包括金属基底和位于金属基底表面的阳极氧化层，所述阳极氧化层包括内部具有微孔的多孔层；所述多孔层上具有封孔层；

所述微孔内填充有填充物；所述填充物为生长因子和/或抑菌剂。

2.根据权利要求1所述的医用铆钉，其特征在于，所述多孔层厚度为900-9000nm。

3.根据权利要求1所述的医用铆钉，其特征在于，所述多孔层厚度为3000-7000nm。

4.根据权利要求1所述的医用铆钉，其特征在于，所述封孔层厚度为100-500nm。

5.根据权利要求1所述的医用铆钉，其特征在于，所述微孔孔径为14-22nm。

6.根据权利要求1所述的医用铆钉，其特征在于，所述金属基底为铝合金。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的医用铆钉，其特征在于，所述医用铆钉内部具有贯穿所述杆部和帽部的贯通孔。