[发明专利]外科植入物复合材料和试剂盒以及制造方法

说明书

发明领域

本发明涉及复合材料，例如外科植入物复合材料，包括所述复合 材料的试剂盒，以及制造所述复合材料的方法。

发明背景

金属植入物如钛、钛合金、不锈钢和Co-Cr合金由于它们的机械 强度、生物相容性、化学惰性和机械加工性而广泛用作外科植入物。 金属植入物的例子包括牙科植入物、耳蜗植入物、椎弓根螺钉、脊椎 植入物、髋部植入物、板、钉、臂和腿截肢术植入物等等。不能吸收 的陶瓷植入物由于它们的机械强度、生物相容性、化学惰性以及出色 的美感和高度耐磨损性也可以使用。不能吸收的陶瓷植入物材料的例 子包括二氧化锆和氧化铝。对于植入物材料的总体描述及其使用，参 见Ratner等，Biomaterials Science；An Introduction to Materials in Medicine，2nd Edition(医用材料介绍第二版，生物材料学)，San Diego (2004)。

无论用于身体何处，植入物的必要条件之一是与周围的硬或软组 织形成机械稳定组合件(unit)的能力。不稳定的组合件发挥功能的效 率可能降低或者完全停止发挥功能，和/或可能诱导过度的组织反应。 这可引起患者不适，并且在某些情况下，可能需要手术去除不稳定的 植入物，例如，由于生长到植入物中的组织很少或没有、感染和/或由 于骨质疏松症或其他疾病而骨形成差。

文献中提出了几种方法，用于克服宿主组织生长不充分引起的不 稳定性。植入物表面的粗糙度、形态和/或化学组成可以被修饰，以促 进组织生长。对外科植入物基准物(reference)进行表面修饰的现有技 术综述有Brunette等，Titanium in Medicine(医用的钛)，Heidelberg (2001)和Ellingsen等，Bio-Implant Interface：Improving Biomaterials and Tissue Reactions(生物植入物界面：改进生物材料和组织反应)，CRC Press(2003)。植入物的表面粗糙度通常借助表面的酸蚀刻和/或喷砂处 理来控制，参见美国专利No.6,491,723和Brunette等的文献。已证实 1-5微米的粗糙度能够促进骨生长。还提出了用聚焦激光加热表面以在 特定位置产生合适的表面粗糙度。

通过阳极氧化植入物，已经获得对钛植入物组合进行表面粗糙度、 形态改进和组成改变，参见WO 2005/055860和美国专利No.6,183,255。 阳极氧化产生数微米厚的多孔氧化钛表面层，参见Lin等，″Corrosion test，cell behaviour test，and in vivo study of gradient TiO₂ layers produced by compound electrochemical oxidation(复合电化学氧化产生的梯度 TiO₂层的腐蚀性测试，细胞行为测试和体内研究)″，Journal of Biomedical Materials Research，Part A，78(3)：515-22(2006 Sep 1)。氧化 物已被提议用作骨形成蛋白和肽的载体，用于促进植入物上的骨形成； 也参见SE 523,012。还已经显示，可能含有植入的H、Ta或Nb的TiO_2-x膜(x在0至0.35之间)是血液相容的，并且这种类型的材料能够通 过等离子体浸没式离子植入方法来生产。参见美国专利公布No. 2003/0175444 A1，其描述了从植入物界面处的TiN到表面处具有金红 石型结构的TiO_2-x的梯度结构。加上TiN层是为了增加涂层的机械性 质。还提议利用溅射法在涂层中加入H、Ta或Nb。