一种镁基金属抗感染链珠装置的制作方法

本实用新型涉及医疗器械领域，尤其涉及一种镁基金属抗感染链珠装置。

背景技术：

慢性骨髓炎等骨相关感染是骨伤科的常见病，多系由急性化脓性骨髓炎治疗不当或不及时，病情慢性发展的结果，往往全身症状大多消失。只有在局部引流不畅时，才有全身症状表现。症状常常限于局部，往往顽固难治，甚至数年或者十数年不能痊愈。常可并发骨折、骨缺损、关节强直、畸形等造成病残，最终患者截肢，甚至发生癌变危及患者生命，给患者带来了极大的痛苦。

慢性骨髓炎的治疗需要多种方法联合，其主要原则是外科清创+死腔处理+抗生素治疗。抗生素的应用包括全身用药和局部应用两种。由于损伤局部常有瘢痕形成或者血管损伤，导致血液循环障碍，抗生素的全身应用很难在局部达到有效的药物浓度。因此，局部抗生素应用就显得十分必要。目前，最常用的局部抗生素治疗手段是富含抗生素的聚甲基异丁烯酸(poly methyl meth acrylate,PMMA)链珠。清创后将其填塞于死腔中，能够有效提高局部的药物浓度。但是PMMA该技术本身也存在缺陷，比如：无法吸收，需要二次取出；无成骨作用；聚合反应产热会导致抗生素失活。另外，由于抗生素的滥用和耐药细菌的出现，也给治疗带来了很大的困难。因此，发展新的抗感染填充材料有迫切的临床需求。

目前，抗菌填充材料主要有以下两个研究方向：1)以多孔材料为载体负载抗生素，将材料作为载药缓释系统进行局部治疗，但此类材料仍然无法解决不断增加的多种耐药致病菌对抗生素的耐受问题。2)在内植物材料表面被覆含有抗菌金属离子的抗菌涂层，金属离子可以广谱抗菌，具有较好的抑菌作用，但是抗菌涂层由于厚度较薄，降解速度快，作用时间较短，无法实现术后较长时间对感染的预防和治疗，而且此类涂层与内植物材料界面的结合力往往不够，增加了涂层与内植物之间发生断裂分层的隐患。

另外，常规骨水泥链珠是由钛丝、不锈钢丝、编织丝线串联。链珠植入后往往与骨组织整合到一起，需要二次手术取出，且容易造成骨缺损。

镁基金属材料被认为是一种新型可降解金属材料，具有如下鲜明的优势：1)可降解性。镁合金具有较低的腐蚀电位，在含有氯离子的人体体液内环境中易发生腐蚀，并以缓慢腐蚀的方式在体内完全降解。2)生物安全性高。Mg作为人体必需的营养元素，成人每天需要摄入镁量为400mg左右。多余量的镁可通过泌尿系统排泄，镁在人体内吸收不会导致血清镁含量的明显升高。3)生物力学性能极佳。镁的密度为1.74g/cm3,与正常的骨组织接近(1.8-2.0g/cm3)。镁合金压缩屈服强度可达100-300MPa。纯镁的弹性模量44.1GPa，稍高于一般骨12-30GPa，可有效缓解传统医用金属材料临床上的“应力遮挡”效应。4)可抑制破骨促进成骨。镁合金降解后局部pH值升高以及降解后局部镁离子浓度的升高均能显著抑制破骨细胞功能，增加成骨细胞活性。微环境中氢氧根离子数量增加，能够增加具有成骨相关生物活性的羟基磷灰石的产生。5)抗菌。由于镁合金降解过程中表面形貌变化和的pH值升高，以及可以释放抑菌相关的金属离子，可抑制细菌形成细菌生物膜及骨髓炎的复发细菌在其表面生长。

镁基金属体内骨组织周围的降解过程中可以向周围组织不断的缓慢释放出具有抑菌作用的金属离子，持续发挥抗感染作用，既避免了抗生素药物的耐药问题，又实现了内植物对自身抗菌成分的缓释，达到理想的抗感染治疗效果。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种镁基金属抗感染链珠装置，将纯镁或者含有其他有益成分的镁合金制备镁基金属制备成镁基金属链珠装置应用于慢性骨髓炎抗感染填充物植入髓腔，可有效治疗慢性骨髓炎，预防骨髓炎复发，同时链珠与编织串联丝线均由镁基金属构成，完全改善了之前产品不可降解、抗生素耐药、药物释放时间短等问题，具有很好的临床应用前景。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是如何设计出一种抗菌效果强、不用二次手术取出、不易被组织包裹、不会产生抗生素耐药、孔道与编织丝线的装置构造能为镁基金属链珠提供良好的力学支撑的镁基金属抗感染链珠装置。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种镁基金属抗感染链珠装置，包括链珠本体和丝线，所述链珠本体具有孔道或平行孔道，所述丝线穿过所述孔道或平行孔道，所述丝线被配置为在所述链珠本体外部具有编织的状态并将所述链珠本体串联。

进一步地，所述链珠本体为直径1-20毫米的球体。

进一步地，所述孔道或平行孔道直径为0.5-5毫米。

进一步地，所述平行孔道的个数为2-5个，所述链珠本体的个数为2-10个。

进一步地，所述链珠本体还包含不贯穿的半孔道，所述半孔道或平行孔道用于放置填充缓释剂。

进一步地，所述链珠本体采用纯镁金属或镁合金。

进一步地，所述丝线采用纯镁金属或镁合金。

进一步地，所述编织的状态为一股或多股所述丝线交错缠绕。

进一步地，所述镁基金属含有铜、锌、锰、硒、锶、钙、铁、锆、锡、镍、铝、银、钪、钇、镧、铈、镨、钕、钜、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥中的一种或多种元素。

进一步地，所述镁基金属中除镁外元素成分的重量百分比为0.01％-20％。

本实用新型所述技术方案与负载抗生素的聚甲基异丁烯酸(poly methyl meth acrylate,PMMA)链珠相比，本实用新型的有益效果是：

1.可降解性。镁合金具有较低的腐蚀电位，在含有氯离子的人体体液内环境中易发生腐蚀，通过成分设计和组织结构调控，实现其降解行为可控，以缓慢腐蚀的方式在体内完全降解。

2.生物安全性高。镁作为人体必需的营养元素，多余量的镁分别通过泌尿和胆道系统排泄。

3.具备理想的抗感染性能，本实用新型所采用的纯镁或镁合金，其可在人体体液中降解的同时向周围组织释放有益抗菌离子，及升高pH值，可有效预防和治疗内植物周围感染。同时镁合金镁基金属降解过程中表面形貌变化和pH值升高，可抑制细菌在其表面生长。无需额外使用局部抗生素，避免了抗生素失活或抗生素耐药所产生的问题。

4.镁和部分微量元素参与骨组织的代谢，并且具有促进骨形成的生物活性，降解产物能够促进周围骨密度增高。

5.设计形状不易被组织包裹。

6.孔道与编织丝线的装置构造能为镁基金属链珠提供良好的力学支撑。

本实用新型所述的以镁基金属为原材料所制备的可降解镁基金属抗感染链珠装置，可在生物体内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，并且具有较理想的抗感染性能。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本实用新型的一个较佳实施例的链珠正视图；

图2是本实用新型的一个较佳实施例的链珠俯视图；

图3是本实用新型的一个较佳实施例的链珠装置整体示意图；

其中，1-链珠；2-孔道；3-丝线；4-半孔道。

具体实施方式

本实用新型所述的具备抗感染性能的可降解镁基金属链珠装置，由多个镁基金属球以镁基金属编织线相连而成。本实用新型的镁基金属需采用高纯度的原材料和高洁净度的熔炼技术来制造。经热处理和形变加工后制成所需的外形和形状(球状和线状)。镁基金属球为直径为1-20毫米的小球(如图1所示)，内含1-3个直径为0.5-5毫米的平行孔道和2-5个直径为0.5-5毫米的不贯穿的半孔道(如图2所示)用于镁基金属丝线串联编织(如图3所示)。镁基金属丝线直径为0.1-1毫米。3根编织过的丝线穿过金属球的孔道并且以交叉编织的方式串联各个金属球，串2-10个金属球，制备成镁基金属链珠装置。

本实用新型的镁基金属主要组成元素是镁(Mg)，其他组成元素可以为铜、锌、锰、硒、锶、钙、铁、锆、锡、镍、铝、银、钪、钇、镧、铈、镨、钕、钜、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥的一种或多种。按重量百分比计，总量为0-20％。镁是人体必需的营养微量元素，由它们组成的合金具有良好的生物相容性和生物活性。镁元素参与骨组织的代谢，并且具有促进骨形成的生物活性，镁基金属的成骨特性使其更为适用于骨科内植物器械。该金属链珠装置植入体内后能够有效治疗慢性骨髓炎，预防术后感染复发。

实施例1

纯镁材料。采用高纯度的原材料和高洁净度的熔炼技术来制造。抗拉强度210Mpa，延伸率10％。经热处理和形变加工进一步制成直径0.8mm，长度300mm的纯镁金属丝线，以及直径10mm，内含3个直径为1mm平行孔道和2个直径为1mm不贯穿的半孔道的纯镁金属球。

生物安全性

按照GB/T16886所述实验方法进行生物学评价。实验结果表明，本实施例材料对成骨细胞和骨髓间充值干细胞没有明显的细胞毒性和凝血性，没有明显的致敏、刺激和遗传毒性。

抗菌性能

采用实验菌株：表皮葡萄球菌菌株(S.epidermidis)、甲氧西林耐药的表皮葡萄球菌菌株(MRSE)及购自美国标准细菌库的表皮葡萄球菌菌株(ATCC 35984)。抑菌实验按照“JIS Z 2801-2000”《抗菌加工制品-抗菌性试验方法和抗菌效果》、GB/T21510-2008《纳米无机材料抗菌性能检测方法》”等标准规定。结果显示，此实施抗菌率为98％，对照组传统PMMA抗菌率为7％。

实施例2

采用镁合金，按重量百分比计，含有铜(Cu)、。重量百分比为0.5％。

采用高纯度的原材料和高洁净度的熔炼技术来制造。抗拉强度250Mpa，延伸率12％。经热处理和形变加工进一步制成直径1mm，长度300mm的镁合金金属丝线，以及直径10mm，内含3个直径为1mm平行孔道的镁合金金属球。

生物安全性

按照GB/T16886所述实验方法进行生物学评价。实验结果表明，本实施例材料对成骨细胞和骨髓间充值干细胞没有明显的细胞毒性和凝血性，没有明显的致敏、刺激和遗传毒性。

抗菌性能

采用实验菌株：表皮葡萄球菌菌株(S.epidermidis)、甲氧西林耐药的表皮葡萄球菌菌株(MRSE)及购自美国标准细菌库的表皮葡萄球菌菌株(ATCC 35984)。抑菌实验按照“JIS Z 2801-2000”《抗菌加工制品-抗菌性试验方法和抗菌效果》、GB/T21510-2008《纳米无机材料抗菌性能检测方法》”等标准规定。结果显示，此实施抗菌率为99％，对照组传统PMMA抗菌率为7％。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。