[发明专利]金属植入物

说明书

本发明涉及用于手术过程的金属植入物，其中该植入物将与骨头 至少部分接触，特别涉及将杀生物材料引入该植入物中以抑制或控制 感染，以及这种植入物的制造方法。

各种手术过程需要使用植入物。例如在修复术中可以通过由金属 植入物代替去除的癌变骨头。这种植入物可以是例如钛合金的，其非 常坚硬且较轻。如果该植入物的一部分将相对于相邻的身体部分可以 移动，那么已知在该部分上提供平坦和抛光的表面；在该植入物的部 分将嵌入骨头内的情况下，已知提供包含羟基磷灰石的热喷涂涂层(例 如US4746532)以提高骨头到该植入物上的生长。

任何这种植入物的潜在问题是感染的风险。如WO 2005/087982中 所述，可以对钛金属植入物进行处理以形成与该金属基体形成整体的 且引入杀生物材料的表面层。该方法包括在磷酸中在高于50V的电压 下对该植入物阳极化至少30分钟的时间，以生成表面层，然后进行离 子交换以在该表面层中引入杀生物的金属离子。在阳极化处理之前优 选将该表面抛光。用特定电解质和特定电流密度的阳极化产生氧化钛 的硬表面涂层，其厚度通常约为0.14μm，但其中存在直径约为5μm且 深度约为0.4μm的坑，该坑中填充有作为水解产物的氧化钛(或磷酸 钛)。然后可以引入银离子，主要在这些坑中的材料中引入，以提供所 需的杀生物作用。然而，这种处理主要适用于包括钛的植入物。

依照本发明，提供了用于至少部分与骨头接触的植入物，该植入 物包括金属结构，其中该金属结构的至少部分表面具有包含羟基磷灰 石的陶瓷涂层，以及其中该陶瓷涂层包含在植入后可以逐渐浸出到体 液中的银离子。

羟基磷灰石涂层的使用被认为改进了骨头在该植入物上的生长。 银是杀生物材料。银在涂层中的存在显示抑制了胶原的长入，而不会 抑制骨头的长入。该待与骨头接触的植入物的部分优选具有粗糙的表 面，其也提高了与骨头的接合。

本发明还提供了用于至少部分与骨头接触的植入物的制造方法， 该植入物包括金属结构，该方法包括以下步骤：通过使用等离子体喷 涂系统的热喷涂将包含羟基磷灰石的陶瓷涂层沉积在该金属结构的至 少部分表面上，和将可以在植入后逐渐浸出到体液中的银离子引入到 该陶瓷涂层中。

银适用作该杀生物材料(biocidal material)，因为由于氯离子的存 在以及氯化银的低溶解性导致其并不特别溶解于体液中。该陶瓷涂层 不引入其它元素(例如铜、锡、锑、铅、铋、锌或硅)的离子。通过 离子交换将银离子引入该涂层中，而且该涂层在之后不经烧制，因此 该银离子可以在植入后逐渐浸出到体液中。

优选该待与骨头接触的部分表面在涂覆该陶瓷涂层之前首先经过 粗糙化处理。

该陶瓷涂层通常是白色的。优选银离子以既不改变该陶瓷涂层的 颜色又在时间流逝或暴露于光的情况下不改变其颜色的形式存在。例 如，该羟基磷灰石可以包含Ag₂HPO₄，其是白色的。可以使用包含低 浓度(优选小于1.0mM，但优选不低于0.01mM)的银离子的水溶液， 通过离子交换吸附该杀生物材料的离子。可替代地，原则上，可以在 其用于涂覆该植入物之前，在羟基磷灰石中引入银阳离子，例如通过 与可溶性银盐接触，或者通过以所需的掺杂水平进行共沉淀；然而， 等离子体喷涂步骤可以降低银能够从最终涂层中浸出的程度。

对于钛基合金的植入物，也可以通过将该植入物结构的基本全部 表面在例如磷酸中在高于50V的电压下在不高于20mA/cm²的电流下 阳极化至少30分钟，对该表面进行处理以吸收银离子，以产生其中存 在离子吸收性材料的小坑的表面氧化物层。然后可以主要在这些坑中 的材料中引入银离子，以提供杀生物作用。尽管这种阳极化步骤并不 是在羟基磷灰石的这种沉积之前处理表面的正常方法，但令人惊奇地 发现该羟基磷灰石与这种具有小坑的非常硬的氧化物表面粘合得非常 好。可能更令人惊奇的是，该羟基磷灰石涂层不会抑制银离子从该阳 极化表面的浸出，因此当该植入物在人体或动物体内时，提供杀生物 作用。