[发明专利]用粉末模塑法制成的多孔、不可降解植入物

说明书

技术领域

本发明涉及多孔植入物以及利用粉末模塑技术制造多孔植入物的方法。

背景技术

植入物，作为拟植入人体的短期或长期装置，广泛用于不同的应用领域，如整形、心血管或外科整复治疗。植入物通常由聚合物、陶瓷或金属等固体材料制成。为提供改进的移植或周围组织向内生长或粘合，或使得能够进行药物递送，也已生产了具有多孔结构的植入物。已经构建了不同的方法来获得整体多孔植入物(尤其是在整形应用领域内)或至少具有多孔表面的植入物，其中可纳入药物用于体内释放。

已采用粉末冶金法和粉末成形法来生产植入物。例如，US 7,094,371B2描述了一种通过挤出模塑包含陶瓷粉末、释气成孔体系和有机粘合剂的淤浆来制造由诸如羟基磷灰石的生物陶瓷构成的多孔人造骨移植物的方法。US 2006/0239851 A1和US 2006/0242813 A1公开了由包含粉末和热塑性有机粘合剂如蜡和聚烯烃的可注射混合物生产金属或陶瓷部件或者植入物的金属或粉末注射模塑法。这类粉末注射模塑(PIM)或金属注射模塑(MIM)法包括下列相继步骤：由部分融熔的粉末/粘合剂混合物注射模塑或多或少呈网形的生坯部件，基本除去粘合剂以形成熟坯部件(brown part)，然后在高温下烧结该熟坯部件以形成最终产品。在这些方法中，通过加入必须在烧结之前除去的无机盐或聚合物之类的占位物可产生多孔结构。

这些传统PIM或MIM方法中所用的金属或陶瓷粉末的颗粒尺寸一般在微米范围内，通常是1～300μm。在模塑成型和除去粘合剂之后，必须烧结由这类微粒构成的部件，以形成机械稳定的产品。烧结一般在略低于或接近材料熔点的温度下进行并保持预定时间，这样颗粒就会在彼此之间形成粘结并使材料致密化。

德国专利申请DE 196 38 927 A1公开了一种制造高孔隙率成形体的方法，包括以下步骤：由金属粉末和基于尿素或蜜胺树脂颗粒的占位物材料的混合物模塑形成生坯，然后使占位物升华，接着烧结金属。占位物可以被惰性溶剂浸润，用于模塑的混合物是颗粒聚集体。这类基本上干燥的混合物一般不适合于注射或挤出模塑，因为挤出模塑条件会导致颗粒聚集体的研磨和/或熔化。

日益需要多孔材料来使植入物具有功能性和药物释放性或更好的生物相容性等附加性能。对这类植入物的要求也越来越复杂，因为一方面材料性能必须满足机械要求，另一方面提供药物释放之类的功能要求显著量的药物得以释放且生物可利用。因此必须为解吸或沉积药物本身提供足够的隔室或空间，而不影响植入物的结构性能，尤其是其物理性能。

另外，还需要如下的基于金属的多孔植入物：其中孔尺寸、孔分布和孔隙率可调，但基本不会降低材料的物理和化学性能。一般而言，随孔隙率的增加，硬度和强度之类的机械性能按超过线性比例的方式下降。这一点对于要求孔分布各向异性、孔尺寸大和孔隙率高同时又必须对生物机械应力具有长期高稳定性的生物医学植入物而言，特别不利。

此外还需要通过增加含药物隔室的总体积来提供药物释放功能并提高药物的可利用率，而对装置设计无不利影响。例如，药物洗脱支架的现行设计基于必须被涂布的非多孔支架，这样就会增加支架筋的厚度。厚度增加导致不利的性能，如增加目标脉管内支架的截面积，使之限用于大脉管或会引起机械诱导的与血液动力学相关的血栓形成。

此外，还需要植入后需要永久留在体内以完成例如永久支持功能的药物洗脱植入物。

发明内容

本发明的一个目的是提供如下的多孔植入物：允许组织向内生长，粘合或附着组织或细胞，或能掺入和/或释放有益剂(beneficial agent)，例如，能释放诸如药物或标记物等的活性成分。本发明的另一个目的是，提供具有足够孔体积的植入物，其中孔尺寸是可控的，以纳入大量活性成分。

制造方法应包括精确控制孔尺寸、机械和尺寸性能、化学和物理性能以及简化制造方法和降低制造成本的可能性。

根据一个方面，本发明提供制造多孔植入物或其部件如半成品部件的方法，该方法包括下列步骤：提供包含多个至少一种有机聚合物的第一颗粒、多个至少一种基于金属的物质的第二颗粒、和至少一种溶剂的悬浮液，其中所述第一和第二颗粒基本不溶于所述溶剂；模塑该悬浮液以形成包含被包埋在压缩的第二颗粒基体内的第一颗粒的生坯；通过热诱导分解和/或蒸发除去生坯内的第一颗粒；以及烧结该生坯以形成植入物；其中除去第一颗粒的步骤在烧结期间进行。