[发明专利]一种表面改性的医用金属材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种表面改性的医用金属材料及其制备方法和应用，所述医用金属材料表面是由主要成分为位于简并态的镍钛层状双金属氢氧化物形成的薄膜，所述位于简并态的镍钛层状双金属氢氧化物的能带宽度小于镍钛层状双金属氢氧化物的能带宽度。

技术领域

本发明涉及一种表面改性的医用金属材料及其制备方法和应用，具体涉及一种镍钛合金材料的表面改性方法，属于医用金属材料表面改性技术领域。

背景技术

镍钛合金等医用金属材料由于其具有良好的生物相容性以及优良的形状记忆效应。被广泛应用于临床支架手术中。尤其是一些由于恶性肿瘤造成的胆道、食道、以及肠道阻塞的姑息治疗中。但是随着临床需求的多功能化。镍钛合金支架材料本身不具有抗癌以及抑菌功能的缺点被暴露出来。这就导致临床中支架植入人体后，随着恶性肿瘤以及细菌的不断侵袭，极易造成支架的再次堵塞甚至植入体的失效，给病人身心带来痛苦。降低其生存质量。因此，如何对镍钛合金支架表面进行改性使其同时具有抗癌抑菌功能，成为植入材料的研究热点之一。

层状双氢氧化物具有独特阴离子交换能力且生物相容性优异，目前被广泛应用于生物材料领。通过水热处理在镍钛合金表面构建的镍钛层状双金属氢氧化物，被证实可对癌细胞实现选择性的杀伤。研究表明镍钛层状双金属氢氧化物的抑癌能力与材料表面镍含量有关，镍含量越高则其抗癌能力越强。但由于镍是一种致敏性元素，过量的镍释放必然会阻碍其在生物材料领域的应用与发展。

发明内容

为了解决现有的医用镍钛合金存在的不能抑癌抗菌，易造成其所制备的医疗器件发生梗阻的问题，本发明提供了一种可实现抑癌抗菌的表面改性的医用金属材料及其制备方法和应用。

第一方面，本发明提供了一种表面改性的医用金属材料，所述镍钛合金材料表面是由主要成分为位于简并态的镍钛层状双金属氢氧化物形成的薄膜，所述位于简并态的镍钛层状双金属氢氧化物的能带宽度小于镍钛层状双金属氢氧化物的能带宽度。

在本公开中，表面改性的医用金属材料其表面的改性层，是由位于简并态的镍钛层状双金属氢氧化物组成。在该改性层中，位于简并态的镍钛层状双氢氧化物本身可以产生羟基自由基，具有一定的抑癌抗菌作用。而且，由于层状双氢氧化物处于亚稳态(简并态)，在后续生理环境中可逐渐去简并化(即，其能带宽度逐渐向镍钛层状双金属氢氧化物持平)，可以更快响应酸性肿瘤微环境，从而杀伤肿瘤细胞。此外，鉴于不同细胞、细菌微环境的差异，材料对其行为影响也各有不同，可实现对细胞细菌行为的调控，进而调节材料的抑癌抗菌能力。

其中，所述医用金属材料可选自金属钛、钛合金(例如，镍钛合金等)、金属镍、金属镁、镁合金等具有导电性能的金属材料，以适用于后续充/放电过程。

在本公开中，表面改性的医用金属材料表面的位于简并态的镍钛层状双金属氢氧化物中可包含镍空位。

该包含镍空位的表面改性的医用金属材料，其在后续生理环境中，因为镍空位存在导致能带宽度变窄，电荷转移速率提高，储存电荷释放更快作用于癌细胞。同时，镍钛层状双金属氢氧化物作为一种碱性氢氧化物，进而可以更快响应酸性肿瘤微环境，从而杀伤肿瘤细胞。

在本公开中，表面改性的医用金属材料表面的位于简并态的镍钛层状双金属氢氧化物可包含间隙镍。

该包含间隙镍表面改性的医用金属材料，其后续生理环境中，生理环境中，因为间隙存在导致能带宽度变窄，电荷转移速率提高，储存电荷释放更快作用于癌细胞。同时，镍钛层状双金属氢氧化物作为一种碱性氢氧化物，进而可以更快响应酸性肿瘤微环境，从而杀伤肿瘤细胞。

较佳的，所述位于简并态的镍钛层状双金属氢氧化物的能带宽度＜2.5eV，优选为2.25～2.45eV。

较佳的，所述位于简并态的镍钛层状双金属氢氧化物中镍/钛原子数比为(1.38～4)：1。