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超临界流体处理生物医用材料的方法

阅读:488发布:2021-12-26

专利汇可以提供超临界流体处理生物医用材料的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 主要涉及一种以 超临界 流体 处理 生物 医用材料的方法,用于解决现有生物医用材料的问题,该以 超临界流体 处理生物医用材料的方法的步骤包括:于一个反应腔室内通入超临界流体,该超临界流体掺杂氢同位素的化合物、有机 金属化 合物或卤素、 氧 、硫、硒、磷、砷、其化合物,于该超临界流体维持超临界态的 温度 范围及压 力 范围下,使该超临界流体对该反应腔室内的至少一种生物医用材料进行改质处理。借此,可将生物医用材料均匀或选择性改质,以解决上述问题。,下面是超临界流体处理生物医用材料的方法专利的具体信息内容。

1.一种以超临界流体处理生物医用材料的方法,其特征在于,其步骤包括:
于一个反应腔室内通入超临界流体,该超临界流体掺杂氢同位素的化合物,于该超临
界流体维持超临界态的温度范围及压范围下,使该超临界流体对该反应腔室内的至少一种生物医用材料进行改质处理。
2.如权利要求1所述的以超临界流体处理生物医用材料的方法,其特征在于,该氢同位素为氕或氘。
3.如权利要求1所述的以超临界流体处理生物医用材料的方法,其特征在于,该氢同位素的化合物选自LiH、NaH、KH、CaH2、MgH2、BeH2、PH3、BnHm、CxHy、HF、AsH3、AlH3、H2S、H2Se、HCl、HBr、HI、NH4Cl、CO(NH2)2及NH3所组成的群组。
4.如权利要求1至3中任一项所述的以超临界流体处理生物医用材料的方法,其特征在
于,该腔体内引入电磁波,该电磁波与该超临界流体共同对该腔体内的至少一种生物医用材料进行改质反应。
5.如权利要求1至3中任一项所述的以超临界流体处理生物医用材料的方法,其特征在
于,该生物医用材料选自金属材料、陶瓷材料、高分子材料、生物来源材料或其复合材料
6.如权利要求1至3中任一项所述的以超临界流体处理生物医用材料的方法,其特征在
于,该生物医用材料为一个医疗装置的成品或一个医疗装置的半成品。
7.如权利要求1至3中任一项所述的以超临界流体处理生物医用材料的方法,其特征在
于,该生物医用材料为一个手术器械、一个人工关节、一个心脏瓣膜座、一个血管支架、一个骨科固定器、一种牙科补缀材料、一个骨泥、一个隐形眼镜、一个人工水晶体、一个人造血管、一个人工皮、一个缝线、一种美容医学填充物、一个眼膜、一个疾病诊断工具、一个药物传送载体或一个生物传感器
8.如权利要求1至3中任一项所述的以超临界流体处理生物医用材料的方法,其特征在
于,该温度范围为77至1000K。
9.如权利要求1至3中任一项所述的以超临界流体处理生物医用材料的方法,其特征在
于,该压力范围为3至1000atm。
10.一种以超临界流体处理生物医用材料的方法,其特征在于,其步骤包括:
于一个腔体内通入超临界流体,该超临界流体掺杂有机金属化合物,于该超临界流体
维持超临界态的温度范围及压力范围下,使该超临界流体对该腔体内的至少一种生物医用材料进行改质反应。
11.如权利要求10所述的以超临界流体处理生物医用材料的方法,其特征在于,该腔体内引入电磁波,该电磁波与该超临界流体共同对该腔体内的至少一种生物医用材料进行改质反应。
12.如权利要求10所述的以超临界流体处理生物医用材料的方法,其特征在于,该生物医用材料选自金属材料、陶瓷材料、高分子材料、生物来源材料或其复合材料。
13.如权利要求10所述的以超临界流体处理生物医用材料的方法,其特征在于,该生物医用材料为一个医疗装置的成品或一个医疗装置的半成品。
14.如权利要求10所述的以超临界流体处理生物医用材料的方法,其特征在于,该生物医用材料为一个手术器械、一个人工关节、一个心脏瓣膜座、一个血管支架、一个骨科固定器、一种牙科补缀材料、一个骨水泥、一个隐形眼镜、一个人工水晶体、一个人造血管、一个人工皮、一个缝线、一种美容医学填充物、一个眼角膜、一个疾病诊断工具、一个药物传送载体或一个生物传感器
15.如权利要求10所述的以超临界流体处理生物医用材料的方法,其特征在于,该温度范围为77至1000K。
16.如权利要求10所述的以超临界流体处理生物医用材料的方法,其特征在于,该压力范围为3至1000atm。
17.一种以超临界流体处理生物医用材料的方法,其特征在于,其步骤包括:
于一个腔体内通入超临界流体,该超临界流体掺杂卤素、、硫、硒、磷、砷或前述元素的化合物,于该超临界流体维持超临界态的温度范围及压力范围下,使该超临界流体对该腔体内的至少一种生物医用材料进行改质反应。
18.如权利要求17所述的以超临界流体处理生物医用材料的方法,其特征在于,该卤素为氟、氯、溴或碘。
19.如权利要求17或18所述的以超临界流体处理生物医用材料的方法,其特征在于,该腔体内引入电磁波,该电磁波与该超临界流体共同对该腔体内的至少一种生物医用材料进行改质反应。
20.如权利要求17或18所述的以超临界流体处理生物医用材料的方法,其特征在于,该生物医用材料选自金属材料、陶瓷材料、高分子材料、生物来源材料或其复合材料。
21.如权利要求17或18所述的以超临界流体处理生物医用材料的方法,其特征在于,该生物医用材料为一个医疗装置的成品或一个医疗装置的半成品。
22.如权利要求17或18所述的以超临界流体处理生物医用材料的方法,其特征在于,该生物医用材料为一个手术器械、一个人工关节、一个心脏瓣膜座、一个血管支架、一个骨科固定器、一种牙科补缀材料、一个骨水泥、一个隐形眼镜、一个人工水晶体、一个人造血管、一个人工皮、一个缝线、一种美容医学填充物、一个眼角膜、一个疾病诊断工具、一个药物传送载体或一个生物传感器。
23.如权利要求17或18所述的以超临界流体处理生物医用材料的方法,其特征在于,该温度范围为77至1000K。
24.如权利要求17或18所述的以超临界流体处理生物医用材料的方法,其特征在于,该压力范围为3至1000atm。

说明书全文

超临界流体处理生物医用材料的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种生物医用材料处理方法;特别涉及一种以超临界流体处理改质生物医用材料的方法。

背景技术

[0002] 生物医用材料泛指具有生物兼容性而可作为失能器官或受损组织替代物的天然或人工合成材料,依材料性质实现不同功能的医疗装置,以便用于不同医疗用途的装置。
[0003] 上述生物医用材料制造过程首重生物兼容性,因此大多选用不会产生生物免疫排斥、惰性、无毒性、不产生过敏、不致癌的材料,依照医疗器材的需求而言其材料性能可能并非最佳,如机械性能(强度、硬度、韧性和塑性等),但是大多数特性较佳材料的生物兼容性可能不佳或使用期间可能会产生毒性物质,导致大多数材料难以应用于医疗用途。为了克服此问题,现有的生物医用材料性能改善方式通常从材料成型后的材料改质着手,通过合成、涂布、膜、电浆喷涂等后处理技术改善生物医用材料的生物兼容性、可降解性、可靠度及性能,期能改善生物医用材料的质量
[0004] 然而,生物医用材料改质受成品塑形的形状影响不易均匀改质,尽管生物医用材料制造及改质技术不断改良,仍无法保证生物医用材料的性能、均匀度与可靠度,故生物医用材料的性能改善幅度仍有限。并且,上述生物医用材料质量改良方式会受限于制程中的温度、压、材料化性及表面形貌等必要条件,导致效果不甚理想。
[0005] 有鉴于此,上述现有技术在实际使用时确实有不便之处,亟需进一步改良,以提升其实用性。

发明内容

[0006] 本发明提供一种以超临界流体处理生物医用材料的方法,无须改变生物医用材料原有制程,即可加工处理生物医用材料,以改善生物医用材料的性能、可靠度、生物兼容性或生物可降解性
[0007] 本发明提供一种以超临界流体处理生物医用材料的方法,其步骤可包括:于一个反应腔室内通入超临界流体,该超临界流体掺杂氢同位素的化合物,于该超临界流体维持超临界态的温度范围及压力范围下,使该超临界流体对该反应腔室内的至少一种生物医用材料进行改质反应。其中,上述以超临界流体处理生物医用材料的方法可均匀或选择性处理任意形状的生物医用材料。
[0008] 所述氢同位素可为氕或氘;所述氢同位素的化合物可选自LiH、NaH、KH、CaH2、MgH2、BeH2、PH3、BnHm、CxHy、HF、AsH3AlH3、H2S、H2Se、HCl、HBr、HI、NH4Cl、CO(NH2)2及NH3所组成的群组;本发明另外提供一种以超临界流体处理生物医用材料的方法,其步骤可包括:于一个
腔体内通入超临界流体,该超临界流体掺杂有机金属化合物,于该超临界流体维持超临界态的温度范围及压力范围下,使该超临界流体对该腔体内的至少一种生物医用材料进行改质反应。
[0009] 本发明另外提供一种以超临界流体处理生物医用材料的方法,其步骤可包括:于一个腔体内通入超临界流体,该超临界流体掺杂卤素、、硫、硒、磷、砷或前述元素的化合物,于该超临界流体维持超临界态的温度范围及压力范围下,使该超临界流体对该腔体内的至少一种生物医用材料进行改质反应。
[0010] 所述卤素可为氟、氯、溴或碘。
[0011] 所述腔体内可引入电磁波,该电磁波与该超临界流体可共同对该腔体内的至少一种生物医用材料进行改质反应;所述生物医用材料可选自任意金属材料、陶瓷材料、高分子材料、生物来源材料或其复合材料,并可以用作一个医疗装置的成品或一个医疗装置的半成品;所述生物医用材料可为一个手术器械、一个人工关节、一个心脏瓣膜座、一个血管支架、一个骨科固定器、一种牙科补缀材料、一个骨泥、一个隐形眼镜、一个人工水晶体、一个人造血管、一个人工皮、一个缝线、一种美容医学填充物、一个眼膜、一个疾病诊断工具、一个药物传送载体或一个生物传感器;所述温度范围可为77至1000K;所述压力范围可为3至1000atm。
[0012] 上述以超临界流体处理生物医用材料的方法,可于上述生物医用材料进行超临界处理的改质,进而提升其生物兼容性、可降解性、可靠度及性能,可以达成提升生物医用材料可应用性及提升医疗装置效率等功效。附图说明
[0013] 图1为本发明的以超临界流体处理生物医用材料的方法实施例的使用示意图。
[0014] 图2为本发明的以超临界流体处理生物医用材料的方法实施例通过超临界流体处理增强或减弱特定官能基及元素的特性示意图。
[0015] 图3为本发明的以超临界流体处理生物医用材料的方法实施例通过超临界流体处理增加额外官能基及元素的材料原始特性曲线图。
[0016] 图4为本发明的以超临界流体处理生物医用材料的方法实施例通过超临界流体处理增加额外官能基及元素的材料改质特性曲线图。
[0017] 附图标记说明A1     腔体                           A2   流体进出孔
B      超临界流体                     E    生物医用材料。

具体实施方式

[0018] 为让本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂,下文特列举本发明的较佳实施例,并配合附图,作详细说明如下:本发明全文所述的方向性用语,例如“前”、“后”、“左”、“右”、“上(顶)”、“下(底)”、“内”、“外”、“侧”等,主要是参考附图的方向,各方向性用语仅用以辅助说明及理解本发明的各实施例,非用以限制本发明。
[0019] 请参阅图1所示,其为本发明的以超临界流体处理生物医用材料的方法实施例的使用示意图。其中,该方法实施例可在一个腔体A1(如:具有反应腔室的腔体)中通过流体进出孔A2通入超临界流体B(supercritical fluid),如:二氧化(CO2)、水(H2O)或氟利昂(Freon)等,CO2的临界温度31℃、临界压力72.8atm,CO2具备常温加压即可产生超临界态的特性;H2O的临界温度374℃、临界压力218.3atm,H2O具备强氧化力与穿透力,但不以此为限,用以对至少一种生物医用材料E进行超临界改质加工处理。
[0020] 该生物医用材料E可为任意金属材料、陶瓷材料、高分子材料、生物来源材料或其复合材料,并可以用作一个医疗装置的成品或一个医疗装置的半成品,如:手术器械、人工关节、心脏瓣膜座、血管支架、骨科固定器、牙科补缀材料、骨水泥、隐形眼镜、人工水晶体、人造血管、人工皮、缝线、美容医学填充物、眼角膜、疾病诊断工具、药物传送载体或生物传感器等,但不以此为限。其中,上述生物医用材料E的结构及其可能产生缺陷位置为所属技术领域中具有通常知识者可以理解,在此容不赘述。
[0021] 在此例中,如图1所示,可于该腔体A1内通入该超临界流体B(如:SCCO2),该超临界流体B可掺杂氢同位素(如:氕或氘等非放射性氢同位素)的化合物作为共溶剂,例如:该氢同位素的化合物可选自LiH、NaH、KH、CaH2、MgH2、BeH2、PH3、BnHm、CxHy、HF、AsH3、NH3、AlH3、H2S、H2Se、HCl、HBr、HI、NH4Cl及CO(NH2)2所组成的群组,该群组的化合物的占比可依实际需求调整;或者,该超临界流体B可掺杂有机金属化合物作为共溶剂,该有机金属化合物可由前驱物(如通过化学反应形成的前驱物)所形成,但不以此为限;或者,该超临界流体B可掺杂卤素、氧、硫、硒、磷、砷或其化合物作为共溶剂,该卤素可为氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)或碘(I)。在此实施例中,该共溶剂仅以氢同位素的化合物作为实施例说明;另外于该超临界流体B维持超临界态的温度范围(如77至1000K)及压力范围(如3至1000atm)下,以该超临界流体B对该腔体A1内的至少一种生物医用材料E进行改质反应,但不以此为限。
[0022] 在此实施例中,由于超临界流体的密度、扩散率、黏滞率等特性介于液体与气体之间,相较于气体的高穿透度及无溶解度、液体的低穿透度及高溶解度,超临界流体可兼具高穿透度及高溶解度。因此,可对该生物医用材料原有的材料层进行消除材料缺陷、改善接口缺陷及薄膜改质(如K值的变化,但不以此为限)等作用。同时,还可外加电磁波加强超临界处理效率,如:上述腔体可引入电磁波,该电磁波与超临界流体可共同对该腔体内的至少一种生物医用材料进行改质反应,用以加强改质反应效果,其实施例为所属技术领域中具有通常知识者可以理解,在此容不赘述。
[0023] 因此,该生物医用材料经过上述改质反应后,该生物医用材料可在无缺陷或低缺陷的状态下工作,避免因缺陷造成的性能损失,相较于未经超临界流体加工处理的生物医用材料,本发明上述方法处理后的生物医用材料具有可生物兼容性、可降解性、可靠度及性能。以下举例说明生物医用材料经超临界流体加工处理与否的材料特性差异,但不以此为限。
[0024] 另外,如图2所示,生物医用材料通过超临界流体改质“处理后”,相较于“处理前”的原始特性已大不相同,由图可知,本发明上述方法处理后的生物医用材料可通过超临界流体处理增强或移除特定官能基及元素,用以提升其生物兼容性、可降解性、可靠度及性能。
[0025] 另外,如图3及图4所示,其中,生物医用材料通过超临界流体改质“处理后”(如图4所示),相较于“处理前”(如图3所示),经超临界处理确实能对生物医用材料进行大幅度改质,可以达成提升生物医用材料可应用性及提升医疗装置效率等功效。
[0026] 借此,本发明上述实施例可于上述生物医用材料的缺陷处进行超临界处理的改质过程,进而降低接口及内部缺陷,通过超临界流体处理增强或移除特定官能基及元素,无须改变生物医用材料原有制程,即可加工处理生物医用材料,即可提升其生物兼容性、可降解性、可靠度及性能,可以达成提升生物医用材料可应用性及提升医疗装置效率等功效。
[0027] 虽然本发明已利用上述较佳实施例进行说明,但其并非用以限定本发明的保护范围,任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围之内,相对上述实施例进行各种变动与修改仍属于本发明所保护的范围,因此,本发明的保护范围应以权利要求书所界定的为准。
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