CN106310376B - 植入医疗器械预制件、植入医疗器械及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种植入医疗器械及其制备方法、以及用于制备上述植入医疗器械的植入医疗器械预制件，该植入医疗器械包括金属基体和覆盖金属基体表面的防内皮爬覆的聚合物膜层，金属基体的至少一部分表面设有表面改性层，表面改性层中包含掺入离子，金属基体通过掺入离子与聚合物膜层连接。由于金属基体可通过该掺入离子与聚合物膜层连接，使聚合物膜层在输送过程中不易脱落，从而能在体内有效发挥防内皮爬覆功能。

Description

植入医疗器械预制件、植入医疗器械及其制备方法
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种植入医疗器械预制件、植入医疗器械及其制备方法。
背景技术
肺栓塞(PE)是一种常见疾病，病死率高，有资料统计，不经治疗的肺栓塞的死亡率为20％-30％；每年新增病例约占总人口的0.2％，以我国13.5亿人口计算，每年约有270万新增患者。腔静脉滤器(以下简称滤器)在临床上被证实可降低肺栓塞的发生率。滤器通常由金属制成，分为永久植入滤器和临时性滤器，无论是哪种滤器，在植入腔静脉一段时间后，因与血液和血管内皮接触，可能发生蛋白质吸附、血小板粘附等内皮爬覆，最终形成血栓导致静脉血管堵塞，或导致肺栓塞再发生。尤其对于临时性滤器，上述内皮爬覆还会在滤器取出时损伤血管内膜，增加取出难度。
在滤器的金属基体表面附上防内皮爬覆的聚合物膜层，例如类聚乙二醇(类PEG)薄膜，该聚合物膜层的厚度通常小于3微米，可以提高滤器表面抗生物粘附的性能，抑制滤器表面与血管内壁和血液的相互作用，降低血管内皮细胞在滤器表面的爬覆和包裹，以及降低发生促凝形成血栓的可能，从而可以使滤器保持完全开放，并进一步实现临时滤器良好的回收性能。
然而，聚合物膜层(以下可简称为膜层)与滤器的金属基体(以下可简称为基体)表面之间一般通过作用力较小的机械结合和范德华力结合在一起。当膜层直接覆盖于滤器表面上时，膜层无法稳固有效地附着在金属表面上，容易从金属表面上脱落。对于滤器而言这点尤为重要。不同于其它的植入医疗器械，例如封堵器或支架，出厂时，滤器与输送钢缆连接，预装在导引鞘内，通常为较小的6F导引鞘。手术中，在植入滤器之前，需将滤器装入输送鞘内，并通过输送鞘将滤器植入人体。在将滤器收入输送鞘的过程中滤器受力被压缩，滤器各部位之间会发生比较强烈的挤压和摩擦，再加上滤器在通常长度为550mm左右的输送鞘中输送时不可避免地也将与输送鞘的内壁产生摩擦；如若膜层与基体之间的结合力不够，经过这一系列挤压和摩擦后膜层将易于脱落，甚至可能大片从基体上脱离。
膜层脱离后的金属基体表面将与血管内壁直接接触，内皮细胞容易爬覆和包裹金属表面，从而不利于回收；并且脱落的膜层可能随着血流进入肺部而堵塞肺部毛细血管，或者对于心脏缺损患者，有可能通过房间隔缺损进入大脑，堵塞脑部血管，引起生命危险。因此，提高膜层与金属基体表面之间的结合力，防止膜层在输送过程中和植入后脱落，对于包括聚合物膜层和金属基体的植入医疗器械至关重要。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术植入医疗器械表面的防内皮爬覆的聚合物膜层无法与金属基体稳固结合的缺陷，提供了一种植入医疗器械及其制备方法、以及用于制备上述植入医疗器械的植入医疗器械预制件。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种植入医疗器械，包括金属基体和覆盖所述金属基体表面的防内皮爬覆的聚合物膜层，所述金属基体的至少一部分表面设有表面改性层，所述表面改性层中包含掺入离子，所述金属基体通过所述掺入离子与所述聚合物膜层连接。
在依据本发明实施例的植入医疗器械中，所述掺入离子包括氧离子、氢氧根离子、碳离子、氮离子、碳氮离子中的至少一种。
在依据本发明实施例的植入医疗器械中，所述表面改性层的厚度不超过4μm。
在依据本发明实施例的植入医疗器械中，所述表面改性层的厚度为2nm～1μm。
在依据本发明实施例的植入医疗器械中，所述掺入离子与所述聚合物膜层中的碳原子化学键合。
在依据本发明实施例的植入医疗器械中，所述掺入离子与所述金属基体中的金属元素化学键合；或者所述掺入离子位于所述金属基体的晶格间隙中。
在依据本发明实施例的植入医疗器械中，所述聚合物膜层包括类聚乙二醇聚合物、类聚氧化乙烯聚合物、类聚乙二醇衍生物、类聚氧化乙烯衍生物中的至少一种。
在依据本发明实施例的植入医疗器械中，所述金属基体包括钴、铬、铁、镍、钼、钛、铂、钽中的至少一种。
本发明还提供了一种植入医疗器械的制备方法，包括对金属基体的至少一部分表面改性形成表面改性层，所述表面改性层中包含掺入离子，所述金属基体通过所述掺入离子与所述聚合物膜层连接。
在依据本发明实施例的植入医疗器械的制备方法中，所述掺入离子包括氧离子、氢氧根离子、碳离子、氮离子、碳氮离子中的至少一种。
在依据本发明实施例的植入医疗器械的制备方法中，所述对金属基体的至少一部分表面改性形成表面改性层，包括将所述金属基体置于浸泡液中进行浸泡反应形成所述表面改性层。
在依据本发明实施例的植入医疗器械的制备方法中，所述掺入离子包括氧离子和氢氧根离子中的至少一种。
在依据本发明实施例的植入医疗器械的制备方法中，所述浸泡液包括双氧水溶液、双氧水溶液与碱性溶液的混合液、双氧水溶液与酸性溶液的混合液、以及碱性溶液。
在依据本发明实施例的植入医疗器械的制备方法中，将所述金属基体分别置于不同的所述浸泡液中进行至少两次浸泡反应形成所述表面改性层。
在依据本发明实施例的植入医疗器械的制备方法中，所述浸泡液包括双氧水溶液、双氧水溶液与碱性溶液的混合液、双氧水溶液与酸性溶液的混合液、酸性溶液、以及碱性溶液。
在依据本发明实施例的植入医疗器械的制备方法中，当所述浸泡液包括所述酸性溶液时，所述酸性溶液包括HF溶液、HCl溶液、H2SO4溶液、HNO3溶液、H3PO4溶液、HClO4溶液、HBr溶液、HI溶液、HCN溶液、H2SO3溶液、HNO2溶液、CH3COOH溶液、和H2SeO4溶液中的至少一种；所述碱性溶液包括NaOH溶液、NaHCO3溶液、KOH溶液、Ca(OH)2溶液、Na2CO3溶液、NH3.H2O溶液、NH4HCO3溶液和K2CO3溶液中的至少一种。
在依据本发明实施例的植入医疗器械的制备方法中，所述对金属基体的至少一部分表面改性形成表面改性层，包括采用等离子体注入法将所述掺入离子注入所述金属基体表面形成所述表面改性层。
在依据本发明实施例的植入医疗器械的制备方法中，所述掺入离子包括氧离子和氮离子中的至少一种。
在依据本发明实施例的植入医疗器械的制备方法中，所述对金属基体的至少一部分表面进行改性形成表面改性层，包括采用离子注入法将所述掺入离子注入所述金属基体表面形成所述表面改性层。
在依据本发明实施例的植入医疗器械的制备方法中，所述掺入离子包括碳离子、氮离子和碳氮离子中的至少一种。
本发明还提供了一种植入医疗器械预制件，包括金属基体，所述金属基体的至少一部分上设有表面改性层，所述表面改性层中包括掺入离子。
在依据本发明实施例的植入医疗器械预制件中，所述掺入离子可与聚合物中的碳原子键合。
在依据本发明实施例的植入医疗器械预制件中，所述掺入离子包括氧离子、氢氧根离子、碳离子、氮离子、碳氮离子中的至少一种。
在依据本发明实施例的植入医疗器械预制件中，所述表面改性层的厚度不超过4μm。
在依据本发明实施例的植入医疗器械预制件中，所述表面改性层的厚度为2nm～1μm。
在依据本发明实施例的植入医疗器械预制件中，所述金属基体包括金属元素钴、铬、铁、镍、钼、钛、铂、钽中的至少一种。
在依据本发明实施例的植入医疗器械及其制备方法、以及用于制备上述植入医疗器械的植入医疗器械预制件中，金属基体的至少一部分具有表面改性层，表面改性层中包含掺入离子，金属基体可通过该掺入离子与聚合物膜层连接，使聚合物膜层在输送过程中不易脱落，从而能在体内有效发挥防内皮爬覆功能。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例的植入医疗器械的结构示意图；
图2是图1中与血管壁接触的部分的截面示意图；
图3示出了依据本发明实施例的植入医疗器械的制备方法的流程图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现以滤器为例，对照附图详细说明本发明的具体实施方式。本领域的普通技术人员应当知晓，以滤器为例并不是对本发明的限制，其他任何植入医疗器械(例如管腔支架和封堵器)，只要基于本发明的教导实现，均落在本发明的保护范围之内。
如图1所示，依据本发明实施例的植入医疗器械1(以滤器为例)至少一部分需在植入体内后与血管壁直接接触，例如，图中的滤器1包括多个支撑杆11和设于支撑杆11两侧多个连接杆12，各支撑杆11沿周向均布，多个连接杆12的一端与支撑杆11连接，另一端一并汇聚形成Y型结构并最终形成近心端13或远心端14。径向展开后，上述支撑杆11与血管壁直接接触，通过径向支撑力使得滤器1稳定地设于血管中，避免发生移位。支撑杆11上还设有锚刺，以通过锚刺刺入血管壁内，定位滤器。当然，图中示出的结构仅用作举例，并不是对本发明的限制。滤器还可为其他结构，例如，可仅在支撑杆的一侧设置连接杆，各连接杆的一端与支撑杆连接，另一端一并汇聚形成远心端，而支撑杆的另一侧为开放结构。
参见图2，植入医疗器械中，至少与血管壁接触的部分(例如图1中的支撑杆11)包括金属基体21和包覆金属基体21的防内皮爬覆的聚合物膜层22；其中该部分的金属基体21具有表面改性层211，表面改性层211中包含掺入离子，金属基体21通过掺入离子与聚合物膜层22连接。植入医疗器械中未与血管壁接触的部分，例如图1中的连接杆12，可采用与支撑杆11相同的结构，也可为不具有表面改性层的金属基体21结构，或者也可为不具有表面改性层的金属基体21上直接覆盖聚合物膜层22。
结构不变的情况下，还可将上述植入医疗器械阐述为：植入医疗器械包括植入医疗器械预制件和覆盖该预制件的聚合物膜层；预制件包括金属基体，金属基体的至少一部分具有表面改性层，表面改性层中包含掺入离子，金属基体中的掺入离子可与聚合物中的碳原子键合。
金属基体(以下可简称为基体)可由生物相容性较好的316L不锈钢、镍钛合金、金属钛、Phynox合金(钴、铬、铁、镍、钼合金)、钽合金中的一种制备而成，可通过设置基体的结构或采用记忆合金材料(例如镍钛合金)制备基体，使基体具有径向压缩状态和径向展开状态。可将基体径向压缩、并推入鞘管内，然后经由鞘管输送至预定位置如血管管腔内；基体从输送器的鞘管中释放后可恢复形变至径向展开状态，贴合管腔内壁以固定于管腔内。植入管腔后，金属基体可阻挡并置留血栓，从而实现对血栓的过滤。
表面改性层为金属基体的最外层表面，厚度不超过4μm，通常为2nm～1μm。表面改性层中的掺入离子包括氧离子、氢氧根离子、碳离子、氮离子、碳氮离子中的至少一种，该掺入离子可与金属基体中的金属元素Me(Me包括但不限于金属元素钴、铬、铁、镍、钼、钛、铂、钽，可以包括一种或多种金属元素)直接键合，例如形成Me-O、Me-OH、Me-C、Me-N、Me-CN键中的一种或多种；也可以位于金属基体的晶格间隙中，形成填隙子。
掺入离子的浓度从金属基体的表面向金属基体内部逐渐减少，在金属基体的最外层表面处浓度最高。该表面改性层外表面处的掺入离子在表面向外的一侧没有近邻原子,因此该处的掺入离子有一部分化学键伸向空间形成悬空键。当金属基体上覆盖聚合物膜层时，该悬空键将易于与聚合物膜层中的离子/原子化学键合。
具体而言，聚合物膜层的厚度通常小于3微米，可以是类聚乙二醇聚合物、类聚氧化乙烯聚合物、类聚乙二醇衍生物、类聚氧化乙烯衍生物中的至少一种。具体可以是聚乙二醇(PEG)、类聚乙二醇(PEG-like)、聚乙二醚、冠醚(例如12-冠醚-4)、类聚乙二醚、聚乙烯醇、聚乙烯醚、聚氧化乙烯(PEO)、聚氧化乙烯醇、聚氧化乙烯醚、类聚氧化乙烯醇、类聚氧化乙烯醚中的至少一种。医疗器械最外层表面覆盖的聚合物膜层可显著改善器械表面的亲水性，降低粗糙度，并能极大地减少细菌和蛋白质在材料表面的吸附，防止内皮爬覆，同时还可以增加材料的抗凝血性。
聚合物膜层中富含碳原子，当聚合物膜层覆盖金属基体而与金属基体直接接触后，掺入离子(例如氧离子、氢氧根离子、碳离子、氮离子、碳氮离子)易于与聚合物膜层中的碳原子直接化学键合。金属基体外表面处的掺入离子的悬空键与聚合物膜层中的碳原子键合，形成C-C键、C-O键、C＝O键、C-OH键、C-N键、C-CN等化学键中的至少一种，使得聚合物膜层与金属基体之间通过该化学键(例如共价键)连接。上述化学键的键合能为0.5～10eV，远远大于范德华力之间的键合能量0.1～0.5eV，因此，在此键合能下，相同的外力难于将金属基体与聚合物膜层分离，金属基体可以稳固地与聚合物膜层结合在一起，从而实现聚合物膜层稳固有效地附着在金属基体上。
依据本发明的滤器在植入管腔后，因聚合物膜层可以通过掺入离子稳固而有效地与金属基体连接，所以在滤器进出鞘管的过程中以及在滤器植入管腔后，发生聚合物膜层脱落的可能极低，聚合物膜层可以有效发挥作用，提高滤器的抗内皮爬覆性能。
图3示出了依据本发明实施例的植入医疗器械(以滤器为例)的制备方法100的流程图，如图3所示，步骤101中，对金属基体的至少一部分表面进行改性形成表面改性层，形成植入医疗器械预制件。该表面改性层的厚度不超过4μm，通常为2nm～1μm，包含掺入离子，该掺入离子包括氧离子、氢氧根离子、碳离子、氮离子、碳氮离子中的至少一种，掺入离子的浓度从金属基体的表面向内部逐渐减少，在外表面处浓度最大。表面处的掺入离子有一部分化学键伸向空间形成悬空键，该悬空键易与其它离子/原子键合形成新的化学键，因此金属基体可通过掺入离子与聚合物膜层连接。
可采用化学表面处理法对金属基体进行表面改性形成表面改性层。具体地，可将金属基体置于浸泡液中，通过与浸泡液进行化学反应在表面形成表面改性层。可只在一种浸泡液中浸泡反应一次完成表面改性，此时可选用的浸泡液包括双氧水溶液、双氧水溶液与碱性溶液的混合液、双氧水溶液与酸性溶液的混合液、以及碱性溶液；反应时浸泡液的温度可以是常温，也可以高温加热甚至达沸腾温度。也可在多种不同的浸泡液中分别浸泡反应多次完成表面改性，此时所使用的浸泡液包括双氧水溶液、双氧水溶液与碱性溶液的混合液、双氧水溶液与酸性溶液的混合液、酸性溶液以及碱性溶液；反应时浸泡液的温度可以是常温，也可以高温加热甚至达沸腾温度。其中，酸性溶液包括HF溶液、HCl溶液、H2SO4溶液、HNO3溶液、H3PO4溶液、HClO4溶液、HBr溶液、HI溶液、HCN溶液、H2SO3溶液、HNO2溶液、CH3COOH溶液、和H2SeO4溶液中的至少一种；上述两种反应方法中可使用相同的碱性溶液，该碱性溶液包括NaOH溶液、NaHCO3溶液、KOH溶液、Ca(OH)2溶液、Na2CO3溶液、NH3.H2O溶液、NH4HCO3溶液和K2CO3溶液中的至少一种。
例如，可将原始的金属基体在H2O2溶液或者含双氧水的沸水溶液进行浸泡反应，使金属或合金表面形成含Me-O和Me-OH键的表面改性层。浸泡液还可以采用双氧水和碱性溶液的混合液，浸泡反应后在金属基体的表面形成含Me-O和Me-OH键的表面改性层。也可以首先将原始的金属基体在双氧水溶液中进行浸泡反应，形成含Me-O和Me-OH键的表面改性层；随后再置于碱性溶液中进行二次浸泡反应，进一步在表面改性层中形成Me-O和Me-OH键。类似地，可首先将原始的金属基体置于酸性溶液中进行浸泡反应以对金属基体的表面进行活化处理；随后立刻置于沸腾碱溶液中进行二次浸泡反应，在表面改性层中形成Me-O和Me-OH键。
上述通过浸泡反应可以在金属基体的表面形成包含Me-O和/或Me-OH键的表面改性层，位于表面改性层外表面处的氧离子和氢氧根离子可与聚合物中的碳原子直接化学键合，形成C-O、C-OH和C＝O键中的至少一种，从而稳固地将金属基体与聚合物膜层连接在一起，使得聚合物膜层不易从金属基体上脱落。
可采用等离子体注入法将掺入离子注入到金属基体表面形成表面改性层。例如，将原始的金属基体置于真空设备内，在预设的真空度和含氧气或氮气气氛下，开启辉光放电电源，产生氧等离子体或氮等离子体，高活性氧等离子体或氮等离子体与金属反应，在金属基体表面形成Me-O或Me-N键，从而形成含Me-O或Me-N键的表面改性层。位于表面改性层外表面处的氧离子和氮离子可与聚合物中的碳原子直接化学键合，形成C-O、C＝O和C-N键中的至少一种，从而稳固地将金属基体与聚合物膜层连接在一起，使得聚合物膜层不易从金属基体上脱落。
可采用离子注入法将掺入离子注入到金属基体表面形成表面改性层。例如，可将原始的金属基体置于高能离子注入设备中进行掺入离子的注入，具体地，在预设真空度下，采用热灯丝(常用钨丝)源产生的电子轰击待注入的气体分子或原子、或固体靶材，被轰击的粒子(气体分子或原子、或固体靶材)离化形成离子；带电离子在磁场中受洛伦兹力的作用，运动轨迹发生偏转，将所需离子分选出来；利用加速器的强电场使离子加速获得所需的能量；最后通过聚焦透镜和束流扫描装置将离子注入金属基体的表面。
通过该方法，可将碳离子、氮离子和碳氮离子中的至少一种注入到金属基体表面形成表面改性层。例如，可使用氮气作为被轰击气体，向金属基体表面注入N元素，形成Me-N键；可使用甲烷、乙炔等烃类气体作为碳源产生C离子，向金属基体表面注入C元素，形成Me-C键；可同时通入氮气、甲烷、乙炔等烃类气体的混合气体，向金属基体的表面同时注入C和N元素，形成Me-CN键；可使用石墨作为碳源向金属基体表面注入C元素，将石墨做成靶材，经电子轰击后形成C离子束，注入金属基体表面，形成Me-C键。
位于表面改性层外表面处的碳离子、氮离子和碳氮离子中的至少一种可与聚合物中的碳原子直接化学键合，形成C-N、C-C和C-CN键中的至少一种，从而稳固地将金属基体与聚合物膜层连接在一起，使得聚合物膜层不易从金属基体上脱落。
当然，掺入离子不仅可以直接与金属基体中的金属元素键合，还可位于金属基体的晶格间隙中，形成填隙子。以C掺入离子为例，表面改性层中的C离子既可以与金属元素形成Me-C键，也可位于金属基体的晶格间隙中。
步骤102中，采用聚合物膜层包覆步骤101中具有表面改性层的金属基体表面，从而通过表面改性层中包含的掺入离子连接金属基体和聚合物膜层。
可采用化学气相沉积法(例如射频等离子增强化学气相沉积RF-PECVD和微波电子回旋共振等离子体辅助化学气相沉积ECR-CVD)在过渡体和金属基体表面覆盖聚合物膜层。制得的聚合物膜包括类聚乙二醇聚合物、类聚氧化乙烯聚合物、类聚乙二醇衍生物、类聚氧化乙烯衍生物中的至少一种；具体可以是聚乙二醇、类聚乙二醇、聚乙二醚、冠醚、类聚乙二醚、聚乙烯醇、聚乙烯醚、聚氧化乙烯、聚氧化乙烯醇、聚氧化乙烯醚、类聚氧化乙烯醇、类聚氧化乙烯醚中的至少一种。
例如，在采用化学气相沉积法制备聚合物膜层过程中，可使单体分子发生电离并反应聚合形成聚合物膜层包覆金属基体。其中，单体分子包括乙二醇、二乙二醇、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、以及四乙二醇二甲醚中的至少一种。
为了进一步提高滤器的性能，还可在步骤101之前先对金属基体进行清洗，例如可将金属基体置于实施步骤102的同一装置中，在真空条件下等离子清洗金属基体。除此之外，还可以对金属基体事先进行超声波清洗。
实施例一
在步骤101之前首先对原始的金属基体进行等离子清洗，将原始的金属基体放入真空室内的样品架上，抽真空至10Pa以下，通入流量为20～200sccm的氩气，使真空室压力保持在10Pa以下，在射频等离子功率为50W至1000W、偏压10V至800V的条件下，对原始的金属基体表面使用等离子清洗5～60分钟，然后关闭射频电源，取出原始的金属基体。或者也可对原始的金属基体进行超声波清洗，将原始的金属基体放入装有乙醇、丙酮或其它清洗剂的容器内，然后将该容器放入超声波清洗槽内，超声清洗5～30分钟后，取出原始的金属基体并使用压缩空气或热风吹干干燥；
步骤101中，采用双氧水溶液作为浸泡液，对清洗后的原始金属基体进行浸泡反应。该溶液中H2O2的质量浓度为10～35％，浸泡反应时间为1分钟至180分钟，浸泡反应结束后取出，采用蒸馏水超声清洗5～30min，用热风或净化压缩空气吹干干燥，由此获得具有表面改性层的金属基体，该表面改性层中包含Me-O和Me-OH键。
步骤102中，在金属基体表面的最外层包覆聚合物膜层，本实施例中采用射频等离子增强的化学气相沉积(RF-PECVD)法，该聚合物膜层为类PEG膜层。具体地，以流量10～100sccm通入氩气，控制反应室内的气氛压力为2～7Pa，比反应沉积设定的压力低1～2Pa；打开经加热(加热温度设定为80～150℃)的三乙二醇二甲醚反应气瓶的针阀调节真空室压力至沉积设定压力，反应沉积设定压力为3～9Pa；调节射频电源功率至20W～200W、偏压10V～200V，在上述条件下沉积时间10～60分钟。结束后关闭所有反应气体、射频电源及偏压，关闭真空泵并取出滤器成品。
实施例一中制得的滤器的截面示意图与图2类似，该滤器的金属基体21表面包覆类PEG膜层22，以防止内皮爬覆；金属基体21的表面改性层211与类PEG膜层22直接接触，表面改性层211最外层的几个原子层厚度内包含带悬空键的氧离子和氢氧根离子，该氧离子和氢氧根离子易与类PEG膜层22中的碳原子键合，形成C-O、C＝O和C-OH化学键中的至少一种，通过该键合，金属基体21可以与类PEG膜层22稳固地连接在一起，而不易脱落。
实施例二
与实施例一不同的是，本实施例的步骤101中使用H2O2和NaOH溶液的混合液作为浸泡液，该混合液中H2O2的质量浓度为10～35％，碱性物质的质量浓度为5～35％，浸泡反应时间为1分钟至180分钟，浸泡反应后取出金属基体，采用蒸馏水超声清洗5～30min，最后室温干燥，由此获得具有表面改性层的金属基体，该表面改性层中包含Me-O键和Me-OH键。表面改性层中的氧离子和氢氧根离子易与聚合物膜层中的碳原子键合，形成C-O、C＝O和C-OH化学键中的至少一种，通过该键合，金属基体可以与聚合物膜层稳固地连接在一起，而不易脱落。
实施例三
与实施例一不同的是，本实施例的步骤101中使用两种不同的浸泡液分别对原始的金属基体进行两次浸泡反应。第一浸泡反应使用质量浓度为10～35％的H2O2溶液作为浸泡液，浸泡反应时间为1分钟至60分钟；第二次浸泡反应使用碱性物质的质量浓度为5～35％的NaOH和KOH混合溶液，反应浸泡时间为1分钟至180分钟，浸泡反应后取出金属基体，并清洗干燥，由此获得具有表面改性层的金属基体，该表面改性层中包含Me-O键和Me-OH键。表面改性层中的氧离子和氢氧根离子易与聚合物膜层中的碳原子键合，形成C-O、C＝O和C-OH化学键中的至少一种，通过该键合，金属基体可以与聚合物膜层稳固地连接在一起，而不易脱落。
实施例四
与实施例一不同的是，本实施例的步骤101中使用两种不同的浸泡液分别对原始的金属基体进行两次浸泡反应。第一浸泡反应使用质量分数为1％～50％的氢氟酸和摩尔浓度为0.1～8mol/L的硝酸混合溶液作为浸泡液，浸泡反应时间为0.5分钟至10分钟；第二次浸泡反应使用质量浓度为5～35％的NaOH强碱溶液作为浸泡液，浸泡反应时间为1分钟至180分钟，浸泡反应后取出金属基体，清洗后进行热风或净化压缩空气吹干干燥，由此获得具有表面改性层的金属基体，该表面改性层中包含Me-O键和Me-OH键。表面改性层中的氧离子和氢氧根离子易与聚合物膜层中的碳原子键合，形成C-O、C＝O和C-OH化学键中的至少一种，通过该键合，金属基体可以与聚合物膜层稳固地连接在一起，而不易脱落。
实施例五
与实施例一不同的是，本实施例的步骤101中使用摩尔浓度为0.1～5mol/L的H2SO4溶液和0.1～9mol/L的H2O2溶液的混合液作为浸泡液，浸泡反应时间为0.5分钟至20分钟，浸泡反应后取出金属基体，并清洗干燥，由此获得具有表面改性层的金属基体，该表面改性层中包含Me-O键和Me-OH键。表面改性层中的氧离子和氢氧根离子易与聚合物膜层中的碳原子键合，形成C-O、C＝O和C-OH化学键中的至少一种，通过该键合，金属基体可以与聚合物膜层稳固地连接在一起，而不易脱落。
实施例六
与实施例一不同的是，本实施例的步骤101中采用等离子体注入法将掺入离子注入至原始的金属基体中，从而在金属基体的表面形成表面改性层。实施中将原始的金属基体置于真空室内的样品架上，真空室内抽真空至10.0Pa以下；通入氩气及氧气混合气体，氩气流量10～100sccm，氧气流量为20～200sccm，也可单独使用流量为20～200sccm氧气，使真空室压力保持在20.0Pa以下，开启射频等离子电源，在功率为10W至1000W、偏压为10V至800V的条件下，对原始的金属基体表面进行氧等离子注入5～60分钟。由此获得具有表面改性层的金属基体，该表面改性层中包含Me-O键。表面改性层中的氧离子易与聚合物膜层中的碳原子键合，形成C-O、C＝O化学键中的至少一种，通过该键合，金属基体可以与聚合物膜层稳固地连接在一起，而不易脱落。
实施例七
与实施例六不同的是，本实施例的101步骤中采用氮等离子体注入在金属基体的表面形成表面改性层。具体地，将原始的金属基体置于真空室内的样品架上，真空室抽真空至10.0Pa以下，通入氩气及氮气混合气体，氩气流量10～100sccm，氮气流量为20～200sccm，也可单独使用流量为20～200sccm的氮气，使真空室压力保持在20.0Pa以下，开启射频等离子电源，在功率为10W至1000W、偏压10V至800V的条件下，对原始的金属基体表面进行氮等离子注入5～60分钟。由此获得具有表面改性层的金属基体，该表面改性层中包含Me-N键。表面改性层中的氮离子易与聚合物膜层中的碳原子键合，形成C-N化学键，通过该键合，金属基体可以与聚合物膜层稳固地连接在一起，而不易脱落。
实施例八
与实施例一不同的是，本实施例的步骤101中采用离子体注入法将掺入离子注入至原始的金属基体中，从而在金属基体的表面形成表面改性层。实施中，将原始的金属基体置于离子注入设备的真空室内的样品架上，真空室抽真空至1×10-4Pa以下，通入5～50sccm的氮气，保持真空在1×10-3Pa以下，开启离子注入电源，离子注入能量设定为10～500keV，注入时间为3～60分钟。由此获得具有表面改性层的金属基体，该表面改性层中包含Me-N键。表面改性层中的氮离子易与聚合物膜层中的碳原子键合，形成C-N化学键，通过该键合，金属基体可以与聚合物膜层稳固地连接在一起，而不易脱落。
实施例九
与实施例八不同的是，将原始的金属基体置于离子注入设备的真空室内的样品架上，真空室抽真空至1×10-4Pa以下，通入5～50sccm甲烷气体，保持真空在1×10-3Pa以下，开启离子注入电源，离子注入能量设定为10～500keV，注入时间3～60分钟。由此获得具有表面改性层的金属基体，该表面改性层中包含Me-C键。表面改性层中的氮离子易与聚合物膜层中的碳原子键合，形成C-C化学键，通过该键合，金属基体可以与聚合物膜层稳固地连接在一起，而不易脱落。
实施例十
与实施例八不同的是，将原始的金属基体置于离子注入设备的真空室内的样品架上，真空室抽真空至1×10-4Pa以下，使用高纯石墨靶作为碳源，开启离子注入电源，离子注入能量设定为10～500keV，注入时间3～60分钟。由此获得具有表面改性层的金属基体，该表面改性层中一部分注入的碳元素与金属元素Me形成Me-C键，一部分注入的碳元素作为填隙子位于金属基体的晶格间隙中。由此获得具有表面改性层的金属基体，表面改性层中的碳离子易与聚合物膜层中的碳原子键合，形成C-C化学键，通过该键合，金属基体可以与聚合物膜层稳固地连接在一起，而不易脱落。
实施例十一
与实施例八不同的是，将原始的金属基体置于离子注入设备的真空室内的样品架上，真空室抽真空至1×10-4Pa以下，通入2～30sccm的氮气和4～60sccm的甲烷气体，保持真空在1×10-3Pa以下，开启离子注入电源，离子注入能量设定为10～500keV，注入时间3～60分钟。由此获得具有表面改性层的金属基体，表面改性层中的碳离子和氮离子易与聚合物膜层中的碳原子键合，形成C-C和C-N化学键中的至少一种，通过该键合，金属基体可以与聚合物膜层稳固地连接在一起，而不易脱落。
从以上可以看出，本发明的植入器械的制备方法中，首先对原始的金属基体进行表面改性形成表面改性层，再在该金属基体上包覆防内皮爬覆的聚合物膜层；由此制得的植入器械中，表面改性层中的掺入离子可与聚合物膜层中的碳原子键合形成C-C键、C-O键、C-OH键、C-N键、C-CN等化学键中的至少一种，该化学键的键合能远大于分子与分子之间的键合能和机械结合能，因此聚合物膜层可以稳固地与金属基体结合。这样，通过掺入离子作为媒介，聚合物膜层可以与金属基体稳固连接，使得所制得的滤器在进出鞘、以及植入过程中，其表面的聚合物膜层均不易脱落。
以上的具体实施例仅用作举例，并不是对本发明的限制，本领域的普通技术人员基于本发明中的教导，可以采用任意适合的方式来制备滤器，所制备的滤器具有聚合物膜层不易脱落、抗内皮爬覆性能好、以及安全取出时间窗口长的特点。

Claims (20)

1.一种植入医疗器械，包括金属基体和覆盖所述金属基体表面的防内皮爬覆的聚合物膜层，其特征在于，所述金属基体的至少一部分表面设有表面改性层，所述表面改性层中包含掺入离子，所述金属基体通过所述掺入离子与所述聚合物膜层连接，所述掺入离子与所述聚合物膜层中的碳原子化学键合，以使所述聚合物膜层与所述金属基体之间通过化学键连接，所述聚合物膜层包括类聚乙二醇聚合物、类聚氧化乙烯聚合物、类聚乙二醇衍生物、类聚氧化乙烯衍生物中的至少一种；所述掺入离子包括氧离子、氢氧根离子、碳离子、氮离子、碳氮离子中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的植入医疗器械，其特征在于，所述表面改性层的厚度不超过4μm。
3.根据权利要求1所述的植入医疗器械，其特征在于，所述表面改性层的厚度为2nm～1μm。
4.根据权利要求1所述的植入医疗器械，其特征在于，所述掺入离子与所述金属基体中的金属元素化学键合；或者所述掺入离子位于所述金属基体的晶格间隙中。
5.根据权利要求1所述的植入医疗器械，其特征在于，所述金属基体包括钴、铬、铁、镍、钼、钛、铂、钽中的至少一种。
6.一种植入医疗器械的制备方法，其特征在于，包括对金属基体的至少一部分表面改性形成表面改性层，所述表面改性层中包含掺入离子，所述金属基体通过所述掺入离子与覆盖金属基体表面的聚合物膜层连接，所述掺入离子与所述聚合物膜层中的碳原子化学键合，以使所述聚合物膜层与所述金属基体之间通过化学键连接，所述聚合物膜层包括类聚乙二醇聚合物、类聚氧化乙烯聚合物、类聚乙二醇衍生物、类聚氧化乙烯衍生物中的至少一种；所述掺入离子包括氧离子、氢氧根离子、碳离子、氮离子、碳氮离子中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的植入医疗器械的制备方法，其特征在于，所述对金属基体的至少一部分表面改性形成表面改性层，包括将所述金属基体置于浸泡液中进行浸泡反应形成所述表面改性层。
8.根据权利要求7所述的植入医疗器械的制备方法，其特征在于，所述掺入离子包括氧离子和氢氧根离子中的至少一种。
9.根据权利要求7所述的植入医疗器械的制备方法，其特征在于，所述浸泡液包括双氧水溶液、双氧水溶液与碱性溶液的混合液、双氧水溶液与酸性溶液的混合液、以及碱性溶液。
10.根据权利要求7所述的植入医疗器械的制备方法，其特征在于，将所述金属基体分别置于不同的所述浸泡液中进行至少两次浸泡反应形成所述表面改性层。
11.根据权利要求10所述的植入医疗器械的制备方法，其特征在于，所述浸泡液包括双氧水溶液、双氧水溶液与碱性溶液的混合液、双氧水溶液与酸性溶液的混合液、酸性溶液、以及碱性溶液。
12.根据权利要求9或11所述的植入医疗器械的制备方法，其特征在于，当所述浸泡液包括所述酸性溶液时，所述酸性溶液包括HF溶液、HCl溶液、H2SO4溶液、HNO3溶液、H3PO4溶液、HClO4溶液、HBr溶液、HI溶液、HCN溶液、H2SO3溶液、HNO2溶液、CH3COOH溶液、和H2SeO4溶液中的至少一种；所述碱性溶液包括NaOH溶液、NaHCO3溶液、KOH溶液、Ca(OH)2溶液、Na2CO3溶液、NH3.H2O溶液、NH4HCO3溶液和K2CO3溶液中的至少一种。
13.根据权利要求6所述的植入医疗器械的制备方法，其特征在于，所述对金属基体的至少一部分表面改性形成表面改性层，包括采用等离子体注入法将所述掺入离子注入所述金属基体表面形成所述表面改性层。
14.根据权利要求13所述的植入医疗器械的制备方法，其特征在于，所述掺入离子包括氧离子和氮离子中的至少一种。
15.根据权利要求6所述的植入医疗器械的制备方法，其特征在于，所述对金属基体的至少一部分表面进行改性形成表面改性层，包括采用离子注入法将所述掺入离子注入所述金属基体表面形成所述表面改性层。
16.根据权利要求15所述的植入医疗器械的制备方法，其特征在于，所述掺入离子包括碳离子、氮离子和碳氮离子中的至少一种。
17.一种植入医疗器械预制件，包括金属基体，其特征在于，所述金属基体的至少一部分上设有表面改性层，所述表面改性层中包括掺入离子，所述掺入离子用于与聚合物膜层中的碳原子化学键合，以使所述聚合物膜层能够与所述金属基体之间通过化学键连接，所述聚合物膜层包括类聚乙二醇聚合物、类聚氧化乙烯聚合物、类聚乙二醇衍生物、类聚氧化乙烯衍生物中的至少一种；所述掺入离子包括氧离子、氢氧根离子、碳离子、氮离子、碳氮离子中的至少一种。
18.根据权利要求17所述的植入医疗器械预制件，其特征在于，所述表面改性层的厚度不超过4μm。
19.根据权利要求17所述的植入医疗器械预制件，其特征在于，所述表面改性层的厚度为2nm～1μm。
20.根据权利要求17所述的植入医疗器械预制件，其特征在于，所述金属基体包括金属元素钴、铬、铁、镍、钼、钛、铂、钽中的至少一种。
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