[发明专利]硅结构

说明书

本发明涉及含有硅组分和金属组分的硅结构。更具体地，本发明涉及用作生物材料的含有硅组分和金属组分的硅结构。

生物材料是一种适用于活的人体或动物体中或活的人体或动物体表面上的非-活的材料。生物材料加入受治疗者中或加到受治疗者上时与其生物学环境相互作用；例如生物材料可以是生物惰性的、生物活性的或可再吸收的，因此取决于在活的组织中的行为。

多孔和多晶硅每种都具有生物材料的性质。典型地，中孔性的硅是可再吸收的，微孔性的硅是生物活性的，而大孔性的硅是生物惰性的。大结晶硅也是相对生物惰性的，并且以电子组分形式存在于许多医学植入物中。因为它不是可侵蚀的，如果植入大结晶硅植入物涉及手术，一旦处理已实施其过程可能需要另外手术除去该植入物。

硅的许多其它性质有助于其用于医学设备的价值。例如由多孔硅可以生产纤维和膜，而这些已显示具有不同程度的机械挠性。一般而言，多孔硅比大结晶硅是更可弯曲的。但是，包括多孔硅在内的硅也是相对脆的，缺乏许多应用所要求的延性。这些机械性能对于生产医学设备是特别相关的，因为人体和动物体含有许多可弯曲和易延展的纤维、膜和组织。

尽管一般把硅看作易碎材料，但已报告硅在500-1000℃的易碎-易延展相转变，这与塑性流动有关(Properties of Crystalline SiliconEMIS Data Review No 20 lnspec 1999)。理论上已证明在室温下在毫微印压期间足够的压力能导致相转变到金属“β-锡”形态(Yin&Cohen《Phys Rev Lett》，45，12，p1004(1980))，而实验上已证明能导致易延展性能(Gogotsi等人，《Semicond.Sci.Tech.》14，936-44(1999)，Domnich等人，《Appl.Phys.Lett》，76，2214(2000))。使用金刚石压腔和甲醇/乙醇作为压缩介质(Deb等人，《自然》(Nature)，414，528(2001))，已观测到采用流体静力学方法压缩多孔硅的这样一些相变化。

已研制可再吸收的不含硅合金的模型(stent)应用。例如，镁合金目前在进行临床评价。但是，镁的延性低，而它的使用可能造成生成碎片，它们可能释放到血液流中。

下面的专利文件提供了与本发明相关的背景技术信息：US20040098108描述了镁合金的医学应用的用途；US6287332描述了不同金属组合的医学应用的用途；US20030221307描述了薄壁管状镁植入物的制备方法；US20020183829描述了模型材料；US20040002752描述了牺牲的阳极模型系统，通过该系统采用电作用将以另外部分为代价使该模型部分的腐蚀降至最低；US5855599描述了装有螺旋翅的弹簧作为模型的微机械加工微结晶盘的用途；US20030187496描述了金刚石以毫微复合层的典型方式作为模型可膨胀涂层的用途；WO9706101描述了硅的生物活性与可再吸收晶型；WO03055534描述了硅纤维和织物以及US20040161369A1描述了浸溃金属的多孔基材。

下面专利文件也涉及本发明：US5837030；US2004/0129112；US5964965；US5147449；CA2441578和DE19708402。US2004/0129112涉及含有金属的纳结晶材料。US5837030描述了纳结晶粉末的制备方法。US5964965描述了用于气相氢化的材料。US5147449描述了含有金属基体的粉末的制备方法。DE19708402描述了用于发动机的纳结晶材料。CA2441578描述了含有金属颗粒和陶瓷颗粒的材料。