KR102164732B1

KR102164732B1 - 양극산화처리된 티타늄 장치 및 관련 방법

Info

Publication number: KR102164732B1
Application number: KR1020147027331A
Authority: KR
Inventors: 존 디세기
Original assignee: 신세스 게엠바하
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2013-02-26
Publication date: 2020-10-14
Also published as: EP2819715B1; JP2015511666A; CN104870027A; WO2013130431A1; CA2865427A1; US20130233717A1; JP6396217B2; CA2865427C; KR20140132387A; EP2819715A1; CN104870027B

Abstract

본 발명은 특히 항미생물 산화티타늄의 막을 포함하는 장치를 제공한다. 이러한 막은 아나타제 상일 수 있으며 장치에 시각적으로 인지가능한 색을 부여하기에 충분한 두께일 수 있다. 장치는 임플란트, 지지체, 또는 심지어 고정구일 수 있다. 그러한 장치를 제작하는 방법뿐만 아니라 개시된 장치를 특징으로 하는 키트가 또한 제공된다.

Description

양극산화처리된 티타늄 장치 및 관련 방법 {ANODIZED TITANIUM DEVICES AND RELATED METHODS}

관련 출원

본 출원은 2012년 3월 2일자로 출원된 미국 특허 출원 제61/606,152호 [발명의 명칭: "양극산화처리된 티타늄 장치 및 관련 방법"(Anodized Titanium Devices and Related Methods)]에 대한 우선권을 주장하며, 상기 출원의 전체는 어떠한 모든 목적을 위해 본 명세서에 참고로 포함된다.

본 발명은 생체역학적 임플란트 분야 및 양극산화처리된 금속 분야에 관한 것이다.

티타늄은 그의 고강도, 경량, 및 내부식성으로 인해 다양한 의료용 임플란트 응용에 이용된다. 의료용 임플란트 기술에서는 원치 않는 미생물 성장이 우려되기 때문에, 산화티타늄 코팅을 특징으로 하는 티타늄 임플란트를 구성하려는 몇몇 시도가 있었다. 그러나, 그러한 코팅은 아래에 놓이는 임플란트 구조체에 대한 불량한 접착성이 문제가 되며, 탈층되기 쉽고, 또한 피로 강도의 상당한 감소와 연관된다. 따라서, 본 기술 분야에서는 산화티타늄 코팅된 임플란트 재료의 단점이 없는 항미생물 특성을 갖는 티타늄 임플란트 구조체에 대한 오래된 요구가 있다. 또한 현장에서는 그러한 임플란트를 제작하는 관련 방법에 대한 관련 요구가 있다.

유럽공개특허공보 EP 2180083 A1 (2010. 4. 28.)

본 발명은, 특히, 티타늄 임플란트 상에 항미생물성 산화물 표면을 생성하고 활성화시키는 방법을 제공한다. 본 명세서에서 추가로 논의되는 바와 같이, 전기화학적 양극산화처리 파라미터, 예를 들어, 파형 및 전해질을 제어하여 아나타제 산화티타늄 표면 모폴로지(anatase titanium oxide surface morphology)를 생성할 수 있다. 그러한 모폴로지는, 루틸(rutile), 브룩카이트(brookite), 또는 무정형 산화티타늄 표면 구조에 비하여, 항미생물 응용에 특히 유용하다.

표면 산화물 막을 열처리하여, 표면 구조를 변형시키거나 또는 표면 막의 아나타제 백분율(%)을 최적화시킬 수 있다. 아나타제 산화티타늄은 특정 광촉매 조건 하에서 활성화될 때 항미생물 특성을 나타낸다. 아나타제 산화티타늄의 항미생물 활성화는 350 내지 380 nm의 근자외선 파장에서 일어나서, 항미생물 특성을 제공하는 반응성 산소 화학종 및 하이드록실 라디칼을 생성할 수 있다. 티타늄 임플란트는, 티타늄 임플란트가 패키징되기 전에 활성화될 수 있거나, 또는 대안적으로, 이식 전에 수술실에서 적합한 광원을 사용하여 패키징될 수 있다.

개시된 방법 및 임플란트의 추가의 이점은 색 코딩된(color coded) 티타늄 임플란트를 제공하는 것이 가능하다는 점이다. 이러한 색 코딩은, 활성화될 때 항미생물 특성을 또한 특징으로 하는, (예를 들어, 크기, 형상, 응용, 또는 심지어 환자 유형에 따라 색 코딩된) 임플란트 시스템을 구축하는 데 사용될 수 있다. 양극산화처리된 막은 (나노미터 범위로) 얇을 수 있으며, 전기화학적 산화에 의해 막이 생성되기 때문에, 아나타제 막은 극히 접착성이고 내구성이며 임플란트에 대한 피로 강도의 무시할 만한 감소를 나타낸다.

상기 개요 및 하기 상세한 설명은 첨부된 도면과 함께 파악될 때 추가로 이해된다. 본 발명을 예시하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시 형태들을 도면에 나타내지만, 본 발명은 개시된 특정 방법, 조성 및 장치로 제한되지 않는다. 또한, 도면은 축척이나 비율에 맞게 그려지지 않는다. 도면에서,
<도 1>
도 1은, 아나타제 상이 재료에 존재함을 보여주는, 본 발명에 따른 예시적인 아나타제 상 재료에 대한 x-선 결정학 스펙트럼을 나타낸다.
<도 2>
도 2는 티타늄 기재의 표면 상에 아나타제 막을 제작하기 위한 예시적인 설비를 나타낸다.
<도 3>
도 3은 본 발명에 따른 몇몇 착색된 아나타제 샘플들을 나타낸다.
<도 4>
도 4는 구형파(DC)를 사용하여 0.5 몰의 황산 배스(bath) 중에서 시험한, 상이한 전압 수준들의 부가적인 합성 이미지를 나타낸다.
<도 5>
도 5는 아나타제 피크가 표시되어 있는, 도 4의 샘플들에 대한 x-선 회절 데이터를 나타낸다.
<도 6>
도 6은 루틸 피크가 표시되어 있는 동일한 x-선 회절 데이터를 나타낸다.
<도 7>
도 7은 0.94 몰의 황산 배스 중에서 시험된 샘플들의 합성 이미지를 나타낸다(구형파 DC).
<도 8>
도 8은 아나타제 피크가 표시되어 있는, 도 7의 샘플들로부터의 x-선 회절 데이터를 나타낸다.
<도 9>
도 9는, 본 발명에 따른 샘플(맨 위의 그래프)과 비교한, 스퍼터 코팅된 재료들로부터의 x-선 회절 데이터를 나타내는데, 맨 위의 샘플에는 아나타제 피크가 표시되어 있다.
<도 10>
도 10은 티타늄의 자연 형성 산화물을 보여주는 SEM 이미지를 나타낸다.
<도 11>
도 11은 예시적인 질산-플루오르화수소산 용액에서 피클링(pickling) 후의 산화티타늄을 보여주는 SEM 이미지를 나타낸다.
<도 12>
도 12는 0.5 M H2SO4에서 시험된 금색 양극산화처리된 티타늄 샘플의 상대적으로 저배율의 SEM 이미지를 나타낸다.
<도 13>
도 13은 0.5 M H2SO4에서 시험된 금색 양극산화처리된 티타늄 샘플의 상대적으로 더 고배율의 SEM 이미지를 나타낸다.
<도 14>
도 14는 0.5 M H2SO4에서 시험된 금색 양극산화처리된 티타늄 샘플의 더 고배율의 SEM 이미지를 나타낸다.
<도 15>
도 15는 2 M H2SO4에서 시험된 금색 양극산화처리된 티타늄 샘플의 저배율 SEM 이미지를 나타낸다.
<도 16>
도 16은 2 M H2SO4에서 시험된 금색 양극산화처리된 티타늄 샘플의 고배율 SEM 이미지를 나타낸다.
<도 17>
도 17은 2 M H2SO4에서 시험된 금색 양극산화처리된 티타늄 샘플의 고배율 SEM 이미지를 나타낸다.
<도 18>
도 18은 0.94 M H2SO4에서 시험된 녹색 양극산화처리된 티타늄 샘플의 저배율 SEM 이미지를 나타낸다.
<도 19>
도 19는 0.94 M H2SO4에서 시험된 녹색 양극산화처리된 티타늄 샘플의 고배율 SEM 이미지를 나타낸다.
<도 20>
도 20은 0.94 M H2SO4에서 시험된 녹색 양극산화처리된 티타늄 샘플의 고배율 SEM 이미지를 나타낸다.
<도 21>
도 21은 0.94 M 녹색 양극산화처리된 티타늄의 스캐닝된 영역을 보여주는 EBSD 검출기에 의해 얻은 저 재현성 SEM 이미지를 나타낸다.
<도 22>
도 22는 0.94 M 녹색 양극산화처리된 티타늄에 대한 결정립 배향 맵(grain orientation map) 및 관련 역극점도 맵(inverse pole figure map)을 나타낸다.
<도 23>
도 23은 0.94 M 녹색 양극산화처리된 티타늄에 대해 검출된 결정질 상(crystalline phase) 및 관련 면적 분율을 보여주는 EBSD 이미지를 나타낸다.
<도 24>
도 24는 2 M H2SO4에서 시험된 녹색 양극산화처리된 티타늄 샘플의 x-선 회절 스캔을 나타낸다.
<도 25>
도 25는 2 M H2SO4에서 시험된 녹색 양극산화처리된 티타늄 샘플의 저배율 SEM 이미지를 나타낸다.
<도 26>
도 26은 2 M H2SO4에서 시험된 녹색 양극산화처리된 티타늄 샘플의 고배율 SEM 이미지를 나타낸다.
<도 27>
도 27은 2 M H2SO4에서 시험된 녹색 양극산화처리된 티타늄 샘플의 고배율 SEM 이미지를 나타낸다.
<도 28>
도 28은 2 M 녹색 양극산화처리된 티타늄의 스캐닝된 영역을 보여주는 EBSD 검출기에 의해 얻은 SEM 이미지를 나타낸다.
<도 29>
도 29는 2 M 녹색 양극산화처리된 티타늄의 결정립 배향 및 관련 역극점도 맵을 보여주는 EBSD 이미지를 나타낸다.
<도 30>
도 30은 2 M 녹색 양극산화처리된 티타늄에 대해 검출된 결정질 상 및 관련 면적 분율을 보여주는 EBSD 이미지를 나타낸다.
<도 31>
도 31은 2 M H2SO4에서 시험된 녹색 양극산화처리된 티타늄 샘플의 x-선 회절 스캔을 나타낸다.

본 발명은 본 개시 내용의 일부를 형성하는 첨부 도면 및 예와 관련하여 취해지는 하기 상세한 설명을 참조하여 더욱 용이하게 이해될 수 있다. 본 발명은 본 명세서에 기술 및/또는 도시된 구체적인 장치, 방법, 응용, 조건 또는 파라미터로 제한되지 않으며, 본 명세서에 사용된 용어는 특정 실시 형태를 단지 예로서 기술하기 위한 것이고 제한하려는 의도가 아님을 이해하여야 한다. 또한, 첨부 특허청구범위를 비롯한 명세서에 사용된 바와 같이, 단수 형태(부정 관사("a", "an") 및 정관사("the"))는 복수 형태를 포함하며, 특정 수치에 대한 언급은 문맥이 명확히 달리 지시하지 않는 한 적어도 그 특정 값을 포함한다. 용어 "복수"는, 본 명세서에 사용된 바와 같이, 하나 초과를 의미한다. 값들의 범위가 표현되는 경우, 다른 실시 형태는 하나의 특정 값으로부터 그리고/또는 다른 특정 값까지 포함한다. 유사하게, 값이 선행사 "대략" 또는 "약"의 사용에 의해 근사치로서 표현되는 경우, 그 특정 값은 다른 실시 형태를 이룬다는 것이 이해될 것이다. 모든 범위는 포괄적이고 조합가능하며, 본 명세서에 인용된 모든 문헌은 모든 목적을 위해 본 명세서에 전체적으로 참고로 포함된다.

명료함을 위해, 개별적인 실시 형태들의 문맥에서 본 명세서에 기술된, 본 발명의 소정 특징들이 또한 단일 실시 형태에서 조합되어 제공될 수 있는 것으로 인식되어야 한다. 역으로, 간결함을 위해 단일 실시 형태의 문맥에서 기술된 본 발명의 다양한 특징들이 또한 개별적으로 또는 임의의 하위 조합으로 제공될 수 있다. 또한, 범위로 기술된 값에 대한 언급은 그 범위 내의 각각의 그리고 모든 값을 포함한다.

제1 태양에서, 본 발명은 의료 장치를 제공한다. 이러한 장치는, 예를 들어, 임플란트, 지지체, 고정구(fastener) 등으로서 구성될 수 있다.

의료 장치는 적합하게는 우선 티타늄을 포함하는 기재를 포함한다. 기재는 솔리드(solid) 티타늄(예를 들어, 솔리드 티타늄 로드(rod), 시트, 플레이트 등)일 수 있으나, 코어 재료와 결합된 티타늄 코팅 또는 쉘을 또한 포함할 수 있다. 일례로, 장치는 (순수, 합금, 또는 심지어 복합) 티타늄 코팅이 위에 놓이는 코어를 포함할 수 있다. 티타늄 코팅은 코어에 접합될 수 있거나, 또는 기계적으로 부착될 수 있거나, 또는 달리 코어와 서로 맞물릴 수 있다. 본 발명에 따른 장치는 티타늄, 티타늄 합금, 또는 티타늄 복합재의 영역, 및 티타늄이 부재하는 다른 영역을 갖는 외장을 특징으로 할 수 있다. 그러한 장치는, 티타늄-함유 부분이 대상의 체내로 이식되고, 티타늄을 함유하지 않는 부분은 대상의 외부에 놓이는 응용을 위해 적합하다.

코어는 의료용 임플란트에 사용하기에 적합한 중합체 재료 또는 다른 재료(예를 들어, 금속)일 수 있다. 예시적인 중합체에는 PEEK, PEKK, UHMWPE, 폴리페닐설폰, HDPE, PCU 등이 포함된다. PE, PP, 및 PC가 또한 사용될 수 있다.

본 장치는 적합하게는, 장치의 티타늄의 적어도 일부분 위에 놓이는 산화티타늄 막을 포함하고, 상기 산화티타늄 막의 적어도 일부분은 적합하게는 아나타제 상이다. 막은 양극산화처리된 형태일 수 있다. 산화티타늄 막은 적합하게는 의료 장치에 시각적으로 인지가능한 색을 부여하도록 하는 두께를 갖는다.

기재는, 상기에 기재된 바와 같이, 본질적으로 순수한 티타늄일 수 있다. 기재는 솔리드 티타늄(예를 들어, 솔리드 로드, 플레이트, 또는 소판(platelet))일 수 있다. 대안적으로, 기재는 티타늄 합금을 포함할 수 있다. 사실상 임의의 이식가능한 티타늄 합금이 개시된 장치에 사용될 수 있다. 그러한 합금의 부분적인 완전하지 않은 목록에는, 예를 들어, Ti6Al7Nb, Ti6Al4V, Ti6Al4V ELI, Ti15Mo, Ti13Nb13Zr, Ti3Al2.5V, 및 Ti12Mo6Zr2Fe이 포함된다. 이식가능한 합금은 양극산화처리될 수 있으며 적합하게는 혼합 산화물 막 내에 소정 %의 아나타제를 함유할 것이다. 예를 들어, 양극산화처리된 Ti6Al7Nb 기재는 산화티타늄 + 산화알루미늄 + 산화니오븀으로 구성되며 순수한 티타늄 기재보다 더 적은 아나타제를 함유할 것이다. 아나타제 산화티타늄 구조체를 생성하는 데 필요한 특정 양극산화처리 파라미터는 또한 각각의 합금에 따라 달라질 것이며, 혼합 산화물 막에 존재하는 아나타제의 양에 영향을 줄 것이다. 본 장치는 대상 내로의 장치의 설치를 용이하게 하는 (매끄럽거나 나사 형성된) 구멍을 그 특징으로 할 수 있다. 예를 들어, 부러진 장골 임플란트를 지지하는데 사용되는 지지 플레이트는 양측 단부의 매끄러운 구멍을 특징으로 할 수 있는데, 이를 통해 나사 또는 다른 고정구를 설치하여 플레이트를 장골에 고정시킬 수 있다. 고정구 자체는, 본 명세서의 다른 곳에 기재된 바와 같이, 고정구를 항미생물성으로 만드는, 본 발명에 따른 아나타제 영역을 특징으로 할 수 있다. 고정구가 플레이트와 함께 사용하도록 형성된 것임을 사용자에게 나타내도록, 고정구는 지지 플레이트의 색에 부합하는 색을 또한 특징으로 할 수 있다.

막의 두께는, 사용자의 요구 및 원하는 색 프로파일에 따라 달라질 수 있다. 두께는 적합하게는 약 20 nm 내지 약 500 nm, 또는 100 nm 내지 약 400 nm, 또는 심지어 약 130 nm 내지 약 275 nm의 범위이다. 이러한 두께는, 예를 들어, 특히, 금색, 장미 적색(rose red), 자주색, 아쿠아색(aqua), 및 녹색의 색을 나타내는 장치의 제조를 가능하게 한다. 아나타제 코팅의 두께를 조절함으로써 다른 색, 예를 들어, 청동색, 갈색, 진자주색, 청색, 연청색, 녹회색(green-gray), 및 연녹색이 또한 생성될 수 있다.

본 발명에 따른 장치는 일 두께의 막을 특징으로 하는 제1 영역, 및 다른 두께의 막을 특징으로 하는 다른 영역을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 장치는 상이한 색을 특징으로 하는 둘 이상의 영역을 포함할 수 있다. 이를 사용하여 사용 중일 때의 장치의 배열에 대해 사용자에게 알릴 수 있다. 예를 들어, 장치는 청색 원위 영역 및 녹색 근위 영역을 갖도록 구성될 수 있다. 개시된 장치는 또한, 임플란트 상의 착색된 영역(예를 들어, 청색)이 그러한 임플란트와 함께 사용되도록 된 고정구(청색 나사, 못 등)와 조화되도록 구성될 수 있다.

장치는 다양한 응용에서 역할을 하도록 구성될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 장치는 임플란트로서 역할을 하도록 형성된다. 임플란트는 장골 임플란트 용도를 위해, 또는 다른 뼈로서의 이식을 위해 적합할 수 있다. 임플란트는 플레이트, 스트립, 리본 등으로서 구성될 수 있다. 대안적으로, 임플란트는 니들, 카테터, 캐뉼러로서, 또는 심지어 스쿱(scoop), 줄(rasp) 등과 같은 다른 기구로서 구성될 수 있다. 임플란트 구성이 특히 적합한 것으로 여겨지는데, 그러한 구성은 개시된 재료의 항미생물 특성의 이점을 취할 수 있기 때문이다. 개시된 장치는 전체 관절(엉덩이, 손목, 어깨, 발목, 무릎, 척추 디스크 보철물, 관절성형술(arthoplasty) 장치 등)로서 또한 적용될 수 있다. 개시된 장치는 또한 플레이트, 나사, 핀, 골수내 못(intramedullary nail), 신경학적 임플란트(neurological implant), 하악 임플란트, 중안면부 임플란트(mid-face implant), 척추 로드(spinal rod), 척추 클램프(spinal clamp), 추간 케이지(intervertebral cage) 등으로서 적용될 수 있다.

적합하게는 개시된 장치의 막은, 상업적으로 순수한("CP") 티타늄에 대해, 적합하게는 95% 초과가 아나타제인 함량을 포함한다. 막은 약 5%, 15%, 25%, 35%, 45%, 55%, 65%, 75%, 85% 초과가 아나타제 상일 수 있다. 티타늄 합금이 사용되는 실시 형태에서, 장치의 막은, 양극산화처리 후 혼합 산화물 막 조성물의 조성에 따라, 95% 미만이 아나타제일 수 있다. 소정 실시 형태에서, 산화티타늄 막은 95% 초과의 아나타제 및 약 5% 미만의 루틸 상을 포함한다. 어떠한 단일 이론에 구애됨이 없이, 아나타제 산화티타늄 막은, 본 발명에 따른 샘플에 존재하는 아나타제 상을 나타내는 도면인 도 1에 나타낸 바와 같이, 별개의 결정학적 X-선 구조를 나타내는 응집성 단상 산화물(cohesive single-phase oxide)로서 설명될 수 있다.

기재는, 일부 실시 형태에서, 중합체와 티타늄의 혼합물일 수 있다. 그러한 복합재는 티타늄 또는 티타늄 합금과 조합된 중합체 조성물을 포함할 수 있다. 기재의 중합체 성분은 하나의 중합체(예를 들어, PEEK), 또는 다수의 중합체(예를 들어, PEEK 및 PP) 또는 심지어 공중합체일 수 있다. 기재는 중합체 또는 다른 매트릭스의 벌크 내에 또는 상에 분산된 티타늄 본체(입자, 플레이크 등)의 혼합물을 포함할 수 있다. 막은 장치와 일체형일 수 있다.

의료 장치를 제작하는 방법이 또한 제공된다. 이러한 방법은 적합하게는, 티타늄을 포함하는 기재 재료를 전해질과 접촉시키는 단계, 및 기재 재료를 전압에 노출시킴으로써 기재 재료를 양극산화처리하여, 상기 기재 재료의 적어도 일부분 위에 놓이는 산화티타늄의 막을 생성하는 단계를 포함한다.

가해지는 전압은 적합하게는 약 25 V 내지 약 400 V, 또는 약 50 V 내지 약 350 V, 또는 약 200 V 내지 약 250 V의 범위이다. 전압은 간격을 두고 가해질 수 있다. 전압은 시간 경과에 따라 증가할 수 있거나, 또는 일정한 수준으로 가해질 수 있다. 전압은 시간 경과에 따라 증가될 수 있다. 증가는 선형, 지수형, 또는 단계형일 수 있다. 전압은 또한 싸인파형, 구형파형, 삼각파형 또는 톱니파형을 가질 수 있다.

예시적인 일 실시 형태에서, DC 정류기를 사용하여 장치를 제작하였다. 전압은 10초마다 10 볼트 증분으로 증가하도록 가하였다. 1 내지 5 마이크로초의 작동 시간(on-time) 및 99 마이크로초의 비작동 시간(off time)으로 프로그래밍 가능한 구형파 파형을 사용하였다. 사용된 전해질은 배스 pH가 실온에서 약 0.15인 0.94 M 황산이었다. 검사된 다른 적합한 전해질은 0.5M 황산 (pH 0.30), 0.94 M 황산 (pH 0.15), 및 2.0 M 황산 (pH -0.30)이었다. 6.0 M 황산이 또한 적합한 전해질인데, 그러한 전해질은 색 양극산화처리된 막에서 상대적으로 높은 백분율의 아나타제를 제공할 수 있기 때문이다. 약 0.3 M 내지 약 7.0 M 또는 심지어 9.0 M (예를 들어, 2.8 M, 3.8 M, 5.6 M, 및 6.0 M)의 전해질 - 예를 들어, 황산 - 이 개시된 기술을 위해 특히 적합한 것으로 여겨진다.

전해질은 염 용액, 또는 산 용액일 수 있다. 다양한 염(염화나트륨, 염화칼슘 등)이 사용될 수 있다. 다양한 산, 예를 들어, 아세트산, 시트르산, 질산, 황산이 전해질에 사용될 수 있으며, 다른 산이 사용될 수 있다. 전해질은, 예를 들어, ACS 등급 질산(67 내지 70%)과 증류수의 혼합물을 포함할 수 있다.

사용자는, 원하는 대로, 가공 전에 티타늄을 세정하거나 또는 달리 전처리("피클링")할 수 있다. 다양한 방법이 티타늄을 세정하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 와이어 또는 다른 브러시로 스크러빙(scrubbing)하거나 브러싱하여 티타늄을 세정할 수 있다. 분쇄, 드로우 파일링(draw filing), 및 산 피클링이 또한 사용될 수 있다. 질산의 부피% 대 플루오르화수소산의 부피%의 비가 10:1 초과여서 수소 취성(hydrogen embrittlement)의 발생을 최소화시키기만 한다면, 질산 + 플루오르화수소산의 다양한 조합이 사용될 수 있다. 또한 물 헹굼을 사용하여 산을 제거한 후에, 열수 헹굼을 사용하여 건조를 촉진할 수 있다. 다른 예시적인 전처리제는 질산-플루오르화수소산 용액(예를 들어, 20:2 비)일 수 있다. 질산-플루오르화수소산 용액 중의 침지를 사용하여, 전해질 양극산화처리 전에 티타늄 표면을 세정 및 활성화시킨다. 질산 대 플루오르화수소산의 비는 티타늄 재료에서의 수소 픽업(pickup)을 피하도록 조정될 수 있다. 산 처리 동안의 수소 흡수를 최소화기 위한, 최소 대략 10 대 1의 질산 대 플루오르화수소산의 비는, 티타늄 및 티타늄 합금 표면을 디스케일링 및 세정하는 데 대한 ASTM B600 표준 가이드(ASTM B600 Standard Guide for Descaling and Cleaning Titanium and Titanium Alloy Surfaces)에 승인되어 있다.

사용자는 또한 활성화 공정을 적용하여 항미생물 활성을 위한 티타늄 막을 구성할 수 있다. 어떠한 단일 이론에 구애됨이 없이, 아나타제 활성화는 350 내지 380 나노미터의 근자외선 파장에 의해 초래되어, 항미생물 특성을 제공하는 반응성 산소 화학종 및 하이드록실 라디칼을 생성할 수 있다.

예시적인 일 실시 형태에서, 티타늄 임플란트 또는 쿠폰을 알칼리 배스 또는 세제로 세정하여 오일, 절삭유제 및 다른 결합되지 않은 표면 오염물을 제거한다. 이어서, 임플란트를 질산-플루오르화수소산 전처리 용액(예를 들어, 20:2 비)에 침지한다. 이어서, 도 2에 나타난 바와 같이, DC 정류기 전원 장치에 연결된 구리 버스 바아(bus bar)와 접촉하는 티타늄 바스켓 또는 클램핑 장치에 임플란트를 넣는다. 클램핑된 임플란트 또는 바스켓을 0.94 M 황산 전해질에 침지하고 전압을 10초마다 10 볼트 증분으로 증가시켰다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 전원 장치는 네거티브 리드(negative lead)(애노드)를 통해, 탄소 상대 전극까지 양극산화처리 배스의 짧은 길이(측면들 사이)를 가로질러 이어지는 전도성(예를 들어, 구리) 바아에 연결될 수 있다. 본 도면에 도시된 예시적인 네거티브 리드는, 각각의 애노드 구리 바아 상에 2개의 탄소 상대 전극을 갖는 이러한 설비를 위해, 2개의 케이블로 나누어진다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전원 장치는 또한 포지티브 (캐소드) 리드를 통해, 양극산화처리 배스의 길이를 가로질러 이어지는 구리 바아에 연결된다. 포지티브 리드는 캐소드 구리 바아에 직접 연결되며, 샘플들이 차례로 금속성 클램프를 통해 연결되고, 이어서 샘플들이 전해질 중에 현수된다.

탄소 상대 전극들을 서로 균일하게 이격시켜, 전해질 중에서 가장 효율적인 애노드 대 캐소드 면적(용액 중에서 전자의 가장 효율적인 유동)을 제공한다. 대안적으로, 전원 장치로부터의 포지티브 리드는 캐소드 바아(들)에 연결될 수 있고 네거티브 리드는 다른 바아(들)에 연결될 수 있다. 전원 장치의 전력(전압 및 전류량), 상대 전극의 개수 및 간격, 및 캐소드 바아의 개수는 양극산화처리 배스의 크기에 따라 좌우될 것이다.

가공된 티타늄 쿠폰이 도 3에 나타나있다. 도면의 상단 좌측에, 황금색의 쿠폰이 나타나있다. 이러한 쿠폰은 75 V에서의 가공에 의해 생성되었다. 상단 좌측으로부터 두 번째 쿠폰은 분홍-장미색(pink-rose)을 나타내었으며, 85 V에서 가공되었다. 상단 좌측으로부터 세 번째 쿠폰은 보라색을 나타내었으며, 이 쿠폰은 95 V에서 가공되었다. 상단 좌측으로부터 네 번째 쿠폰(105 V에서 가공됨)은 아쿠아 블루(aqua blue) 색을 나타내었다. 아래줄의 쿠폰은, 좌측으로부터 우측으로 각각, 청색 (115 V), 청록색 (125 V), 중간 녹색(medium green) (150 V), 녹색 (200 V), 및 연녹색 (300 V)을 나타내었다.

전술한 샘플들은 10초의 시간 증분 스텝 크기 및 5, 10 또는 20 V의 전압 스텝 크기로 파형을 사용하여 생성되었으며; 0.01 V 내지 50 V의 다른 전압 스텝이 또한 적합하다. 전압 스텝 크기는, 단지 15 스텝만이 이용가능한 현재의 전원 장치에서의 입력으로 제한되었으며; 이는 어떠한 식으로든 본 발명을 제한하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 따라서, 150 V 이하의 최종 전압은 10초마다 10 V씩 증가되었으며 150 V 초과의 최종 전압은 10초마다 20 V씩 증가되었다. 또한, 10의 배수가 아닌 임의의 최종 전압은 10초 동안 5 V의 마지막 스텝을 가졌다. 예를 들어, 70 V의 최종 전압은 10 V 10초, 20 V 10초, 30V 10초, 40 V 10초, 50V 10초, 60 V 10초, 및 70 V 10초의 방식을 가질 것이다. 75 V의 최종 전압은 10 V 10초, 20 V 10초, 30V 10초, 40 V 10초, 50V 10초, 60 V 10초, 70 V 10초, 및 75 V 10초의 방식을 가질 것이다. 다른 예로는, 200 V의 최종 전압에 대한 20V 10초, 40 V 10초, 60V 10초, 80 V 10초, 100 V 10초, 120 V 10초, 140 V 10초, 160 V 10초, 180 V 10초, 및 200 V 10초가 있다. 이들 전압의 10초 지속시간은 제한되지 않는데, 전압은 약 0.01초 내지 약 10초, 약 20초, 약 30초, 약 60초, 약 120초, 약 300초, 또는 심지어 약 500초 동안 가해질 수 있기 때문이다.

출력 색은 생성되는 표면 산화물의 두께와 관련된다. 생성되는 산화물 층은 가해진 최종 전압, 전해질에 노출되는 샘플의 면적(전류 밀도, A/㎠), 및 또한 샘플 표면 상태에 따라 좌우된다. 예시적인 시스템을 위한 전류는 10 암페어로 설정되었으며 전해질 중에 현수된 면적은 모든 샘플에 대해 일정하였다. 게다가, 모든 샘플은 앞서 기재된 동일한 기술을 사용하여 양극산화처리를 위해 준비되었다. 그러므로, 색(산화물 두께)을 변화시킨 유일한 변수는 가해진 최종 전압이었다. 어떠한 특정 이론에 구애됨이 없이, 최종 전압에서의 노출 시간은 반드시 표면 산화물의 최종 색을 (예를 들어, 자주색에서 녹색으로) 변화시킬 수 있는 것은 아니며, 하기 표에 주어지는 상응하는 두께 값의 범위 이내일 것이고, 이 표는 예시적인 표면 산화물 두께(nm 단위로 주어짐)를 표면 색 외관과 관련시킨다:

청동색: 10-25

갈색: 25-40

진자주색 : 40-50

청색: 50-65

연청색: 75-100

녹회색: 100-115

연녹색: 110-125

금색: 135-150

장미 적색: 150-165

자주색: 160-200

아쿠아색: 230-250

녹색: 250-275

추가의, 예시적인 샘플들이 도 4에 나타나있다. 그러한 도면에서의 샘플들은 다음과 같았다: 70 V (황녹색), 90 V (분홍-장미색), 110 V (청색), 115 V (청보라색), 120 V (녹색), 130 V (녹색), 140 V (중간 녹색).

도 5는 도 4에 나타낸 샘플들에 대한 x-선 회절 스펙트럼을 나타낸다. 도면에 나타난 바와 같이, 각각의 샘플은 약 25.25도의 2-세타 값에서 특징적인 아나타제 피크를 나타낸다. 도 6은 도 4 및 도 5에 나타낸 샘플들에 대한 x-선 회절 데이터를 제공하는데, (샘플들에는 존재하지 않는) 특징적인 루틸 피크의 위치가 표시되어 있다.

도 7은 구형파 전압 및 DC 정류기로 가공된, 0.94 몰 황산 배스에서 시험된 샘플들의 합성 이미지를 나타낸다. 샘플 70 V (녹황색), 90 V (분홍-장미색), 및 105 V (청색-장미색(blue-rose))는 샘플에 대한 가공 조건에 따라 달라지는 색을 나타낸다.

도 8은 도 7의 샘플로부터의 x-선 회절 데이터를 제공한다. 샘플에 대한 아나타제 피크가 표시되어 있으며, 도면에 나타난 바와 같이 각각의 샘플은 아나타제 피크를 나타낸다. 도 9는 착색된 산화물 막에 아나타제를 함유하지 않는 진공 스퍼터-코팅된 재료들(아래쪽 차트들)의 색과 본질적으로 동등한 자줏빛 색을 나타내는 본 발명에 따른 재료(최상단 차트)에 대한 x-선 회절 데이터를 제공한다. 스퍼터-코팅된 막은 아나타제 피크를 포함하지 않기 때문에, 스퍼터-코팅은 광 활성화 후에 모든 경우에 항미생물 특성을 나타내지 않을 수 있다.

본 발명은 또한 키트를 제공한다. 개시된 키트는 적합하게는 제1 장치 및 제2 장치를 포함하며, 장치들 각각은, 적어도 부분적으로 아나타제 상이며 장치들에 시각적으로 인지가능한 색을 부여하는 산화티타늄의 막이 적어도 부분적으로 위에 놓이는 적어도 하나의 표면을 갖고, 제1 장치 및 상기 제2 장치는 시각적으로 인지가능한 색 및 적어도 하나의 다른 물리적 특성(other physical characteristic)이 상이하다.

일례로서, 키트는 상이한 색을 특징으로 하는 다수의 임플란트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 키트 내의 가장 큰 임플란트는 녹색을 특징으로 할 수 있으며, 가장 작은 임플란트는 금색을 특징으로 할 수 있다. 색은 또한 일부 다른 물리적 특성이 상이한 임플란트들을 구별하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 키트는 상완골 임플란트로서 사용하도록 형성된 금색 임플란트, 및 요골 임플란트로서 사용하도록 형성된 장미색 임플란트를 포함할 수 있다. 키트는 또한, 함께 작동하도록 의도된 장치의 색에 부합하거나 비슷하게 되도록 색 코딩된 앵커(anchor), 못, 또는 나사를 포함할 수 있다. 대안적으로, 고정구는 크기에 따라 색 코딩될 수 있는데, 예를 들어, 5 mm 직경의 고정구는 금색으로 되고 10 mm 직경의 고정구는 장미색으로 된다.

키트는 또한, 일부 실시 형태에서, 광원으로부터의 광으로 조사 시에 이산화티타늄이 살균 효과를 나타내게 하기에 충분한 파장 및 강도의 광을 방출하도록 작동가능한 광원을 포함할 수 있다. 이러한 광원은 램프, 레이저, 또는 유사한 것일 수 있다. 한 가지 예시적인 광원은, 약 360 나노미터에서 작동하는, 네덜란드 소재의 필립스 컴퍼니(Phillips Co.)로부터의 TL 20W/05 UV 램프이다. 근자외선(NUV) 파장은 주로 300 nm 내지 400 nm에서 발생하며 바람직한 활성화 파장은 약 350 nm 내지 약 380 nm이다. 튜브의 안쪽이 특정 인광체로 코팅된 형광 블랙 라이트, 예를 들어, 이에 한정되지는 않지만, 유로퓸 도핑된 스트론튬 플루오로보레이트 또는 유로퓸 도핑된 스트론튬 보레이트(368 nm 내지 371 nm 방출 피크) 및 납-도핑된 바륨 실리케이트(350 nm 내지 353 nm 방출 피크)를 또한 사용할 수 있다. 바람직한 아나타제 활성화 범위 밖의 다른 자외선 파장, 예를 들어, 315 nm 내지 400 nm에서의 자외선 A (UVA), 280 nm 내지 315 nm에서의 자외선 B (UVB), 및 200 nm 내지 300 nm에서의 중자외선(MUV)이 사용될 수 있다. 항미생물 활성화는, 일부 실시 형태에서, 광 노출의 함수로서 변화될 수 있다. 다른 UV 아크 램프, 예를 들어, 제논, 듀테륨, 수은-제논, 및 금속-할라이드는 연속적인 방출 스펙트럼을 제공하며 효과적인 아나타제 활성화 광원은 아니다. 키트는 적합하게 자외광에 본질적으로 투과성인 제거가능한 패키지를 포함할 수 있다. 제1 장치, 제2 장치, 또는 이들 둘 모두의 장치가, 제거가능한 패키지 내에 적합하게 배치된다. 패키지는 백, 박스 등일 수 있다. 키트는 슈트케이스, 박스 또는 다른 용기 내에 배치될 수 있다. 본 명세서의 다른 곳에 기재된 바와 같이, 패키지 내에 밀봉하거나 키트 내에 밀봉하기 전에 장치를 조명에 노출시켜 장치를 활성화시킬 수 있다.

사용자는 적합하게는 이식 전에 임플란트 또는 다른 장치에 조명을 비출 수 있지만, 설치 후에 장치에 조명을 비출 수 있다. 조명 및 활성화는 또한 장치가 제작된 후에, 또는 심지어 장치가 패키징된 후에 달성될 수 있다. 이러한 식으로, 제작자는 장치를 멸균 패키지(예를 들어, 백 또는 박스) 내에 패키징하고, 이어서 멸균 패키지 내에 있는 동안 장치에 조명을 비추어 항미생물성으로 만들 수 있다. 이러한 식으로, 사용자가 장치 설치를 위한 준비 시에 패키지를 제거할 때까지, 장치는 멸균 상태를 유지할 수 있다. 대안적으로, 장치에 먼저 조명을 비추고, 이어서 패키지 내에 있을 때 멸균시키거나 또는 멸균시킨 다음 패키징할 수 있다.

추가적인 개시

하기는 단지 예시이며 본 발명의 범주를 제한하는 역할을 하지 않는 예시적인 예이다. 일부 시험으로부터 생성된 X-선 회절 데이터는, 아나타제가 금색과 관련된 산화물 두께에 가깝게 형성될 수 있음을 나타낸다. 일부 경우에, 녹회색 및 회색 이외의 더 높은 수준의 결정질 아나타제 및/또는 루틸은 녹색과 연관된 산화물 두께와 연관된다. 이러한 이유로, 금색 및 녹색 양극산화처리된 샘플을 추가적인 시험 샘플로서 선택하였다.

주사 전자 현미경(SEM)을 사용하여 표면 모폴로지를 검출하기 위해 샘플을 60 내지 70°의 각도로 기울였다. 기울어진 산화물의 관찰은, 샘플이 편평할 때에는 구별할 수 없는, 표면 조도가 상이한 영역들을 나타내었다. 2개의 녹색 양극산화처리된 샘플에 대해 전자 후방산란 회절(EBSD)을 사용하여, 관찰된 상이한 영역들에서 결정의 차이가 있는지, 그리고 있다면 결정질 상의 존재 및 분포를 결정하였다. 기준 정보를 확립하기 위하여, 티타늄 샘플의 1/2을 (질산-플루오르화수소산 용액에서 30초 동안) 피클링하였고 나머지 1/2은 자연 형성 표면 산화물을 유지하였다. 자연적인 표면의 SEM 이미지가 도 10에 나타나있으며 피클링된 표면이 도 11에 나타나있다. 도 10은 압연된 티타늄 시트로부터의 거친 표면을 나타내는 반면, 도 11은 덜 거친 표면 및 결정립 경계의 에칭을 나타낸다.

도 12 내지 도 14는 0.5 M 황산에서 시험된 금색 양극산화처리된 티타늄 샘플의 표면 산화물을 나타낸다. 저배율 SEM 이미지(도 11)는 어떠한 식별가능한 표면 조도 또는 모폴로지 차이도 없는 연한 색 영역 및 진한 색 영역의 분포를 보여준다. 도 12는 더 고배율(1000X)의 동일한 영역을 나타낸다. 더 진한 영역과 더 연한 영역 사이의 표면 차이는 구별이 불가능하며, 질산-플루오르화수소산 피클링된 표면(도 11)에 필적한다. 도 14는 더욱 더 고배율(5000X)을 나타내는데, 여기서 더 연한 표면 영역은 약간의 미세 다공성 형성을 갖는 반면 진한 영역은 여전히 매끄럽게 남아있는 것으로 보인다. X-선 회절 데이터는 아나타제 또는 루틸에 대해 어떠한 피크 강도도 나타내지 않았으며, 이는 표면이 무정형이거나 또는 존재하는 결정질 영역이 배경으로부터 구별할 수 없는 작은 강도를 가짐을 나타낸다.

도 15 내지 도 17은 2 M 황산에서 시험된 금색 양극산화처리된 티타늄 샘플의 표면 산화물을 나타낸다. 도 15는 0.5 M 금색 샘플(도 12)에 필적하는, 연한 색 영역 및 진한 색 영역의 분포를 나타내는 저배율 SEM 이미지이다. 도 16은 더 진한 영역과 더 연한 영역 사이에 구별가능한 표면 모폴로지 차이가 거의 내지 전혀 없는 몇몇 티타늄 결정립을 나타내는 더 고배율(1000X)의 이미지이다. 그러나, 도 17에 나타낸 더 고배율(5000X)의 동일한 영역은, 매끄러운 진한 영역에 비하여, 더 연한 영역이 더욱 미세 다공성인 표면 모폴로지를 가짐을 나타낸다. 이러한 모폴로지 차이는 도 14(고배율 0.5 M 금색 샘플)에 나타난 것과 유사하지만, 표면을 더 많이 덮는 것으로 보인다. 역시, 이러한 샘플에 대한 x-선 회절 데이터에서는 아나타제 또는 루틸 피크가 나타나지 않았다.

도 18 내지 도 20은 0.94 M 황산에서 시험된 녹색 양극산화처리된 티타늄 샘플의 표면 산화물을 나타낸다. 저배율 SEM 이미지(도 18)는 어떠한 식별가능한 표면 조도 차이도 없는 연한 색 결정립 및 진한 색 결정립의 분포를 나타낸다. 도 19는 더 고배율(1000X)의 동일한 영역을 나타낸다. 표면 조도 및 모폴로지 차이는 주변의 더 연한 영역과 비교하여 이미지 중간의 더 진한 매끄러운 영역들 사이에서 분명하게 알 수 있다. 도 20은 더욱 더 높은 배율(5000X)을 나타내는데, 여기서, 텍스쳐 차이는 매끄러운 평탄한 영역과 다공성의 더 거친 영역 사이의 경계로서 구별될 수 있다. EBSD를 사용하여, 대략 15,000X의 배율에서 도 20에 나타난 경계를 평가하였다. 매우 작은 아나타제 및 루틸 결정립을 구별하기 위해서는 고배율이 필요하였다.

EBSD 데이터가 도 21 내지 도 23에 제공되어 있다. 도 21은 스캐닝되는 영역의 SEM 표상을 나타낸다. 도 22는 도 21에 나타낸 스캐닝된 영역의 무정형 영역과 결정질 영역의 분할을 보여주는 결정립 배향 맵이다. 도 21 및 도 22를 비교하면, 매끄러운 영역과 다공성 영역 사이의 경계는 결정질 상과 무정형 상 사이의 경계로서 구별될 수 있다. 게다가, 아나타제 및 루틸 결정질 영역에서 발견되는 상이한 결정립 배향은 단일 티타늄 결정립 상에 형성된 다수의 작은 상이한 결정들에 의해 결정질 산화물이 형성됨을 나타낸다. 도 23은 결정질 상의 분포를 나타낸다. XRD 데이터로부터 예상된 바와 같이, 아나타제가 더 우세한 결정질 상인 것으로 나타났다 (도 24). EBSD 시험에서 결정질 상의 검출의 부재가 반드시 영역이 무정형임을 의미하는 것은 아닌 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 도 20 및 도 21에 나타난 다공성 텍스쳐는, 어떠한 특정 이론에 구애됨이 없이, 아마도 아나타제 및 루틸의 고도로 결정질인 영역이다.

도 25 내지 도 27은 2.0 M 황산에서 시험된 녹색 양극산화처리된 티타늄 샘플의 표면 산화물을 나타낸다. 저배율 SEM 이미지(도 25)는, 도 21에 나타낸 0.94 M 녹색 샘플과 유사한, 어떠한 식별가능한 표면 텍스쳐 차이도 없는 연한 색 결정립과 진한 색 결정립의 분포를 나타낸다. 도 26은 더 고배율(1000X)의 동일한 영역을 나타낸다. 0.94 M 녹색 샘플에서 나타난 텍스쳐 차이는 도 26에 나타난 것만큼 분명할 수 없다. 도 27의 더 고배율(5000X)의 이미지는 도 20(0.94 M)에서 입증된 경계가 2.0 M 샘플에서만큼 분명하지 않음을 보여준다. 추가의 검사는 텍스쳐화된 영역이 매끄러운 영역에서는 나타나지 않는 미세 다공성을 여전히 가짐을 보여준다. EBSD를 사용하여, 대략 15,000X의 배율에서 대표적인 영역을 평가하였다.

EBSD 데이터가 도 28 내지 도 30에 제공되어 있다. 도 28은 스캐닝되는 영역의 SEM 표상을 나타낸다. 도 29는 스캐닝된 영역의 무정형 영역 및 결정질 영역을 나타낸다. 도 28 및 도 29를 비교하면, 표면 산화물의 무정형 영역 및 결정질 영역 사이에 구별가능한 경계가 없다. 결정질 영역에서 발견되는 상이한 결정립 배향은 다수의 작은 상이한 텍스쳐화된 결정들에 의해 결정질 산화물이 형성됨을 나타낼 수 있다. 도 30은 결정질 상의 분포를 나타낸다. 아나타제가 루틸에 비하여 더 우세한 결정질 상인 것으로 나타났다.

금색 양극산화처리된 샘플에 대한 SEM 이미지를 비교하면, 더 고배율의 이미지는 0.5 M 샘플과 비교하여 2 M에 대해 더 높은 정도의 미세 다공성 표면을 나타낸다. 어떠한 특정 이론에 의해 구애됨이 없이, 이들 영역은 형성되고 있는 결정질 산화물 영역의 시작일 수 있다. 0.94 M 및 2.0 M 녹색 샘플로부터의 SEM 및 EBSD 데이터는, 몰 농도가 증가함에 따라 결정질 상의 융합(confluence)이 또한 증가하는 초기 동향을 나타낸다. 두 샘플에 대한 X-선 회절 스캔의 비교(도 24 및 도 31)는 두 샘플에 대한 아나타제 피크 높이가 매우 유사함을 나타낸다. 어떠한 특정 이론에 구애됨이 없이, 이는 결정질 상(아나타제 및 루틸) 수준은 각각의 두께(색)에 대해 유사하지만, 산화물의 융합은 양극산화처리 배스의 몰 농도에 의해 영향을 받을 수 있음을 나타낼 수 있다.

Claims

제1 영역 및 제2 영역을 포함하는 의료 장치로서,
상기 제1 영역 및 제2 영역은 각각 기재를 포함하고, 상기 기재는 각각 티타늄, 및 상기 티타늄의 적어도 일부분 위에 코팅된 산화티타늄 막을 포함하며,
상기 산화티타늄 막의 적어도 일부분은 아나타제 상(anatase phase)이고,
상기 의료 장치의 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 각각 상기 산화티타늄 막의 두께에 따라 달라지는 시각적으로 인지가능한 색을 가지며,
상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 상이한 색을 가짐으로써 서로 구별되는, 의료 장치.
제1항에 있어서, 상기 기재는 순수한 티타늄을 포함하는, 의료 장치.
제1항에 있어서, 상기 기재는 티타늄 합금을 포함하는, 의료 장치.
제1항에 있어서, 상기 기재 아래에 놓이는 코어를 추가로 포함하는, 의료 장치.
제4항에 있어서, 상기 코어는 중합체를 포함하는, 의료 장치.
제1항에 있어서, 상기 산화티타늄 막은 양극산화처리된 것을 특징으로 하는, 의료 장치.
제1항에 있어서, 상기 산화티타늄 막의 두께는 20 nm 내지 500 nm의 범위인, 의료 장치.
제1항에 있어서, 상기 의료 장치는 임플란트, 니들 및 카테터 중 하나 이상을 포함하는 것인, 의료 장치.
제8항에 있어서, 상기 의료 장치는 임플란트를 포함하는 것인, 의료 장치.
제1항에 있어서, 상기 막은 95% 초과의 아나타제 산화티타늄을 포함하는, 의료 장치.
제1항에 있어서, 상기 기재는 중합체와 티타늄의 혼합물을 포함하는, 의료 장치.
제1항에 기재된 의료 장치를 제조하는 방법으로서,
상기 방법은,
티타늄을 포함하는 기재 재료를 전해질과 접촉시키는 단계, 및
상기 기재 재료를 양극산화처리하여, 상기 기재 재료의 적어도 일부분 위에 코팅된 상기 산화티타늄 막을 생성하는 단계를 포함하는, 의료 장치를 제조하는 방법.
제12항에 있어서, 상기 전해질은 산을 포함하는, 의료 장치를 제조하는 방법.
제13항에 있어서, 상기 산은 0.5 M 내지 7.0 M인, 의료 장치를 제조하는 방법.
제14항에 있어서, 상기 산은 황산을 포함하는, 의료 장치를 제조하는 방법.
제12항에 있어서, 상기 산화티타늄 막은 두께가 20 nm 내지 500 nm의 범위인, 의료 장치를 제조하는 방법.
제12항에 있어서, 350 nm 내지 380 nm 범위의 파장을 갖는 조명에 상기 산화티타늄 막을 노출시키는 단계를 추가로 포함하는, 의료 장치를 제조하는 방법.
키트로서,
상기 키트는 제1 장치 및 제2 장치를 포함하며,
상기 장치들 각각은 하나 이상의 표면을 갖고, 상기 표면의 적어도 일부분은 산화티타늄 막으로 코팅되고,
상기 산화티타늄 막의 적어도 일부분은 아나타제 상이며,
상기 제1 장치 및 상기 제2 장치는 각각 상기 산화티타늄 막의 두께에 따라 달라지는 시각적으로 인지가능한 색을 가지며,
상기 제1 장치 및 상기 제2 장치는 상이한 색을 가짐으로써 서로 구별되는, 키트.
제18항에 있어서, 광원으로부터의 광으로 조사 시에 이산화티타늄이 살균 효과를 나타내게 하기에 충분한 파장 및 강도의 광을 방출하도록 작동가능한 광원을 추가로 포함하는, 키트.
제18항에 있어서, 상기 키트는 제거가능한 패키지를 추가로 포함하며, 상기 제거가능한 패키지는 자외광에 대해 투과성이고,
상기 제1 장치, 상기 제2 장치, 또는 이들 둘 모두의 장치가 상기 제거가능한 패키지 내에 배치되는, 키트.
제19항에 있어서, 상기 광은 350 nm 내지 380 nm의 파장을 포함하는, 키트.