[发明专利]注入抗氧剂的超高分子量聚乙烯

说明书

多个实施方案的公开涉及包含超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的抗氧剂稳定的材料，制备其的方法以及包含其的医疗植入体。在多个实施方案中，本发明提供在UHMWPE中加入抗氧剂的方法。方法包括获得或提供包含UHMWPE的多孔固体材料。方法包括用包含至少一种抗氧剂的液体组合物涂覆多孔固体材料使得至少一些液体组合物进入多孔固体材料的孔隙空间，以提供注入抗氧剂的固体材料。方法也包括熔融固结注入抗氧剂的固体材料以提供熔融固结的材料。

要求优选权

本申请要求于2014年12月3日递交的第62/086,936号美国临时专利申请的优先权的权益，且其通过整体援引并入本文。

发明背景

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是独特形式的非常高分子量的聚乙烯，其商业级材料的分子量通常是2-7百万。日用品聚乙烯的分子量通常为50,000-100,000，为其25分之一或更低。UHMWPE是例如矫形植入体最广泛使用的材料，该矫形植入体关节连接例如用于由于骨关节炎导致的髋关节、膝关节、脚踝、肘关节和肩关节的置换。在1960年代初第一次实施，对该材料的主要的担心在于关节连接之多年后的高磨损率，其中会产生微观磨损颗粒。高聚乙烯颗粒负荷的已知结果是称为骨质溶解的病症，其导致植入体松动随后需要修复手术。随着高度交联的UHMWPE的引入，这一问题在1990年代后期得以解决，其中通过使用高能射线例如伽马或电子束交联UHMWPE。交联显著显小UHMWPE的磨损速率，但也在该聚乙烯中留下了高自由基的负担，其若不减小，可导致基体内的氧化，随后减弱机械性能，增加磨损速率以及潜在的植入失败。

为了解决自由基负担，高度交联的UHMWPE最通常是通过将材料温度升高到材料的熔点以上来热稳定。这使得不参与交联的截留自由基促进材料中的进一步交联或重排，使其处于不会促进过早氧化降解的惰性状态。但是，若熔融过程在含氧环境例如空气中进行，其中存在足够的氧气在熔融状态扩散进入材料，则熔融过程可导致在材料的外部形成显著的氧化层。该氧化层在植入体的制备中被去除，以避免植入体被氧化降解的UHMWPE污染。

发明内容

在多个实施方案中，本发明提供在UHMWPE中加入抗氧剂的方法。所述方法包括获得或提供包含UHMWPE的多孔固体材料。所述方法包括用包含至少一种抗氧剂的液体组合物涂覆多孔固体材料，使得至少一些液体组合物进入多孔固体材料的孔隙空间以提供注入抗氧剂的固体材料。所述方法也包括将注入抗氧剂的固体材料熔融固结，以提供熔融固结的材料。

在多个实施方案中，本发明提供在UHMWPE中加入抗氧剂的方法。所述方法包括获得或提供包含UHMWPE的多孔固体材料。多孔固体材料具有约0.001-80体积％的孔隙空间。所述方法包括将多孔固体材料用包含至少一种抗氧剂的液体组合物涂覆，使得至少一些液体组合物进入多孔固体材料的孔隙空间，以提供注入抗氧剂的固体材料。所述方法包括将注入抗氧剂的固体材料熔融固结，以提供熔融固结的材料。所述方法包括使用电子束照射(electron beam irradiation)来照射熔融固结的材料以提供照射的材料。所述方法包括充分加热照射的材料至至少部分照射的材料熔融，以提供加热的材料。所述方法也包括使加热的材料凝固(solidifying)，以提供熔融稳定的材料。