[发明专利]植入物及其生产方法

说明书

本发明涉及一种用于插入人体或动物体内的植入物，该植入物包括至少一个由金属材料制成的基底和在基底上形成的表面。该表面完全或部分地设有硬质材料涂层。该植入物的特征在于，硬质材料涂层包括通过PVD工艺施加的由TiN或TiNbN制成的基层和通过PVD工艺施加在基层上的由TiAlN制成的外层。此外，本发明包括使用PVD工艺生产该植入物。

技术领域

本发明涉及一种用于插入人体或动物体内的植入物，该植入物具有至少一个由金属材料制成的基底和一个在基底上形成的表面，该表面完全或部分地设有硬质材料涂层。此外，本发明涉及一种用于生产植入物的方法。

背景技术

上述类型的植入物及其生产方法是已知的。这种植入物以例如髋关节和膝关节内假体的形式使用。另一个应用领域是脊柱修复术，特别是椎间盘修复术。

由锆-铌合金制成的植入物是可商购的，其中限定的面在热处理过程中转化为减少磨损的氧化锆陶瓷。该陶瓷层也称为“黑晶表面”。然而，以这种方式生产的植入物仅能有限地使用且相对昂贵。此外，锆合金仅具有非常差的摩擦学性能，因此在涂层失效时需要立即更换植入物。

EP 1 916 007示出了一种医疗植入物，其具有金属基底和在基底上形成的涂层，该涂层包括中间层和氧化铝外层。植入物可以通过如下方法生产：将由除氧化铝之外的材料制成的中间层施加到基底表面上，并且通过物理气相沉积(PVD)在中间层的至少一部分上沉积由氧化铝制成的外层。作为中间层，可以使用选自由氮化铝钛(TiAlN)、氮化铬铝(CrAlN)、氮化铝(AlN)、碳氮化钛(TiCN)、氮化钛(TiN)、氧化铬(Cr₂O₃)、铝化钛(TiAl)、氮化铬(CrN)及其组合组成的组的材料。

DE10 2006 039 329 B3公开了一种用于插入人体或动物体内的植入物，其中关节面的一部分或全部被减少磨损的硬质材料涂层覆盖。硬质材料涂层可包括外覆盖层，例如由氮化锆(ZrN)制成，和用于减小硬质材料涂层和植入物材料之间的应力的中间层。中间层可以形成为具有交替叠加的至少两个不同的层的多层体系。例如，两层中的一层可以是氮化铬(CrN)层，并且两个不同的层中的另一层可以是碳氮化铬(CrCN)层，其中优选产生由五层组成的层体系，其外层由氮化铬(CrN)层形成。或者，也可以提供氮化钛(TiN)层和碳氮化钛(TiCN)层作为不同的层。

涂层旨在减少或防止金属离子如钴、铬、钼和/或镍离子从植入物材料中脱出。由此减少由于硬质材料涂层的剥落导致的磨损或植入物腐蚀。通过涂层还可以改善植入物的相容性并防止由于金属离子从植入物材料脱出而引起的过敏反应的发生。

从EP 2 569 022 B1中已知一种用于整形外科植入物的关节的基底，其中滑动面中的至少一个由有色金属材料特别是由钴、铬、钼合金形成，并且具有由氮化物层制成的涂层。该涂层含有氮化铌纳米层和氮化铬纳米层，并且由氮化铬微层保护。氮化铌纳米层可与氮化铬纳米层交替。

WO 2012/003899 A1涉及一种医疗产品，其具有施加到基体上的具有杀生物剂的抗菌硬质材料涂层。该硬质材料涂层包括至少一个内层和一个外层，其中外层中的杀生物剂浓度基本恒定并且大于内层中的杀生物剂浓度，并且内层中的杀生物剂浓度大于或等于0.2at％。在实施例中，公开了掺杂银的TiN层。

然而，已知的植入物涂层需要多层结构，因此其生产相对昂贵。提供多个不同的层还可能导致局部元件形成以及涂层和植入物材料之间的不希望的机械应力和/或硬质材料涂层中的内应力，从而损害涂层的粘附强度。另外，具有由氧化铝制成的外层的涂层相对粗糙并且倾向于使关节配合体(Gelenkpartner)过早磨损。

在现有技术中已经广泛地描述了使用物理气相沉积(PVD)工艺在基底上、特别是在硬质金属基底上沉积TiAlN层。为此，可以参考例如DE 10 2012 107 129 A1、EP 1 273679 A1和DE 196 14 557 A1。

发明内容