具有生物特性的金属材料制造技术

本发明专利技术的各方面涉及一种具有生物特性(例如抗菌性)的金属材料和由该金属材料制成的产品。品。品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有生物特性的金属材料
相关申请
[0001]本申请要求2019年3月22日提交的美国临时申请系列号62/822,134和2018年9月28日提交的日本专利申请号2018
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183688的优先权，其各自的公开内容通过引用整体并入本文。领域
[0002]本公开的各方面涉及具有生物特性的金属材料和金属装置。背景
[0003]据报道，美国每年出现约400,000个与血管导管相关的菌血症和真菌血症。这样的感染可能是威胁生命的，并且通常难以治疗。减少或防止定殖的杀菌作用通常是通过用抗生素涂覆装置。
[0004]或者，希望可植入装置增加或减少真核细胞的粘附和/或生长。

技术实现思路

[0005]本公开的各方面涉及具有提供能促进抗菌作用、改善真核细胞生长或其组合的表面能的晶粒尺寸的金属材料和装置。
[0006]本公开的各方面涉及包含平均晶粒尺寸为40nm至30μm的晶粒的金属材料，所述金属材料被配置为(i)抑制微生物的粘附，生长或其组合，(ii)促进预先确定的真核细胞的粘附，生长或其组合，或(iii)抑制预先确定的真核细胞的粘附，生长或其组合。
[0007]在一些实施方案中，金属材料使微生物在金属材料上的吸附或生长抑制至少50％。在一些实施方案中，微生物是革兰氏阳性细菌。在一些实施方案中，微生物是革兰氏阴性细菌。在一些实施方案中，微生物是金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin
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resistant Staphylococcus aureus)(MRSA)、大肠杆菌、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)中的一种。
[0008]在一些实施方案中，金属材料降低炎性细胞的吸附或生长，降低细菌的吸附或生长，增加成骨细胞的吸附或生长，增加内皮细胞的吸附或生长或以上的组合。
[0009]在一些实施方案中，金属材料具有用于基本上抑制微生物的吸附或生长的平均晶粒尺寸，其由响应图谱确定，所述响应图谱是通过在具有不同平均晶粒尺寸的晶粒的金属材料上培养微生物并相对于平均晶粒尺寸绘制培养后的微生物的数目而获得的结果。
[0010]在一些实施方案中，晶粒具有200nm或更大至10μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些实施方案中，晶粒具有600nm或更大至10μm或更小的平均晶粒尺寸。
[0011]在一些实施方案中，晶粒具有1μm或更大至10μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些实施方案中，晶粒具有4μm或更大至10μm或更小的平均晶粒尺寸。
[0012]在一些实施方案中，被抛光的材料具有0.1nm到100μm的纳米级的表面粗糙度。
[0013]在一些实施方案中，金属材料可以是不锈钢。在一些实施方案中，金属材料可以是316型不锈钢。
[0014]在一些实施方案中，金属材料是丝或杆。在一些实施方案中，平均晶粒尺寸为200nm或更大至10μm或更小。在一些实施方案中，平均晶粒尺寸为600nm至10μm。
[0015]本公开的一些方面涉及由本文所述的金属材料制成的医疗装置。
[0016]本公开的一些方面涉及由本文所述的材料金属制成的箔。
[0017]本公开的一些方面涉及由本文所述的金属材料制成的器械。
[0018]本公开的一些方面涉及包含平均晶粒尺寸为200nm至10μm的晶粒的金属线，其中所述金属线具有抗菌性。在一些实施方案中，平均晶粒尺寸为600nm至10μm。
[0019]本公开的一些方面涉及包含平均晶粒尺寸为200nm至10μm的晶粒的金属医疗装置，其中所述医疗装置具有抗菌性。在一些实施方案中，平均晶粒尺寸为600nm至10μm。
[0020]在一些实施方案中，金属医疗装置使微生物在金属医疗装置上的吸附或生长抑制至少50％。附图的简要说明
[0021]图1A是根据一些实施方案，通过将革兰氏阳性细菌(金黄色葡萄球菌，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌，表皮葡萄球菌)的响应量(CFU/ml)相对于晶粒的平均晶粒尺寸作图而获得的响应图谱的实例。
[0022]图1B是根据一些实施方案，通过将革兰氏阴性细菌(大肠杆菌，铜绿假单胞菌)的响应量(CFU/ml)相对于晶粒的平均晶粒尺寸作图而获得的响应图谱的实例。
[0023]图2A是根据一些实施方案，通过将革兰氏阳性细菌MRSA的响应量(CFU/ml)相对于抛光或未抛光的晶粒的平均晶粒尺寸作图而获得的响应图谱的实例。
[0024]图2B是根据一些实施方案，通过将革兰氏阴性细菌铜绿假单胞菌的响应量(CFU/ml)相对于晶粒的平均抛光或未抛光晶粒尺寸作图而获得的响应图谱的实例。
[0025]图3A是根据一些实施方案，通过将成骨细胞的活力相对于晶粒的平均未抛光晶粒尺寸作图而获得的响应图谱的实例。
[0026]图3B是根据一些实施方案，通过将成骨细胞的活力相对于晶粒的平均抛光晶粒尺寸作图而获得的响应图谱的实例。
[0027]图4A是根据一些实施方案，通过将金黄色葡萄球菌细菌的响应量(CFU/ml)和表面自由能(mN/m)相对于晶粒的平均晶粒尺寸作图而获得的响应图谱的实例。
[0028]图4B是根据一些实施方案，通过将耐甲氧西林金黄色葡萄球菌细菌(MRSA)的响应量(CFU/ml)和表面自由能(mN/m)相对于晶粒的平均晶粒尺寸作图而获得的响应图谱的实例。
[0029]图4C是根据一些实施方案，通过将大肠杆菌细菌的响应量(CFU/ml)和表面自由能(mN/m)相对于晶粒的平均晶粒尺寸作图而获得的响应图谱的实例。
[0030]图4D是根据一些实施方案，通过将铜绿假单胞菌细菌的响应量(CFU/ml)和表面自由能(mN/m)相对于晶粒的平均晶粒尺寸作图而获得的响应图谱的实例。
[0031]图5A是根据一些实施方案，通过将金黄色葡萄球菌细菌的相对于表面积归一化的响应量(CFU/ml)和表面自由能(mN/m)相对于316型不锈钢的晶粒的平均晶粒尺寸作图而获得的响应图谱的实例。
[0032]图5B是根据一些实施方案，通过将耐甲氧西林金黄色葡萄球菌细菌的相对于表面积归一化的响应量(CFU/ml)和表面自由能(mN/m)相对于316型不锈钢的晶粒的平均晶粒尺
寸作图而获得的响应图谱的实例。
[0033]图5C是根据一些实施方案，通过将大肠杆菌细菌的相对于表面积归一化的响应量(CFU/ml)和表面自由能(mN/m)相对于316型不锈钢的晶粒的平均晶粒尺寸作图而获得的响应图谱的实例。
[0034]图5D是根据一些实施方案，通过将铜绿假单胞菌细菌的相对于表面积归一化的响应量(CFU/ml)和表面自由能(mN/m)相对于316型不锈钢的晶粒的平均晶粒尺寸作图而获得的响应图谱的实例。
[0035]图6A是根据一些实施方案，通过将金黄色葡萄球菌细菌的相对于表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.金属材料，其包含平均晶粒尺寸为40nm至30μm的晶粒，所述金属材料被配置为(i)抑制微生物的粘附，生长或其组合，(ii)促进预先确定的真核细胞的粘附，生长或其组合，或(iii)抑制预先确定的真核细胞的粘附，生长或其组合。2.根据权利要求1所述的金属材料，其中所述金属材料是不锈钢。3.根据权利要求1至2中任一项所述的金属材料，其中所述金属材料将微生物在所述金属材料上的吸附或生长抑制至少50％。4.根据权利要求1至2中任一项所述的金属材料，其中所述金属材料减少炎性细胞吸附或生长、减少细菌吸附或生长、增加成骨细胞吸附或生长、增加内皮细胞吸附或生长或以上的组合。5.根据权利要求1至2中任一项所述的金属材料，其中所述金属材料具有基本上抑制微生物的吸附或生长的平均晶粒尺寸，所述平均晶粒尺寸由响应图谱确定，所述响应图谱是通过在具有不同平均晶粒尺寸的晶粒的金属材料上培养所述微生物并将培养后的所述微生物的数目相对于所述平均晶粒尺寸作图而获得的结果。6.根据权利要求1至2中任一项所述的金属材料，其中所述材料是经抛光的，其具有0.1nm至100μm的纳米级的表面粗糙度。7.根据权利要求1至2中任一项所述的金属材料，其中所述晶粒具有200nm或更大至10μm或更小的平均晶粒尺寸。8.根据权利要求1至2中...

【专利技术属性】
技术研发人员：由佐史江，托马斯，
申请(专利权)人：株式会社小松精机工作所，
类型：发明
国别省市：