[發(fā)明專利]生物相容的鎂材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680047074.4
• 申請日: 2006-12-14
• 公開（公告）號: CN101330933A
• 公開（公告）日: 2008-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 烏爾里希·凱納;哈約·迪林加;諾貝特·霍特
• 申請（專利權(quán)）人: GKSS－蓋斯特哈赫特研究中心有限責(zé)任公司
• 主分類號: A61L24/02
• 分類號: A61L24/02;A61L27/42
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 蔡勝有;王春偉

本發(fā)明涉及一種制備生物相容材料的方法，可以由所述材料制備用 于固定骨折或骨損傷的結(jié)構(gòu)。

骨是一種逐漸變化的材料。意思就是說，骨的性質(zhì)，尤其是多孔性 進(jìn)行連續(xù)的局部變化。避免性質(zhì)的突變，這會導(dǎo)致界面(皮質(zhì)骨松質(zhì)) 機(jī)械不穩(wěn)定。因此，理想的骨替代材料應(yīng)該模擬這種漸變的結(jié)構(gòu)，以提 供期望的性質(zhì)，例如局部變化的多孔性、降解度、機(jī)械穩(wěn)定性。另一方 面，骨重建領(lǐng)域內(nèi)期望可生物再吸收或可生物降解的植入物，所述植入 物在修復(fù)損傷后自行溶解，并且能夠避免移出植入物的第二次手術(shù)。從 DE?197?31?021已知一種由可生物降解金屬制成的這類可生物降解的植 入物。

這種植入材料必須具有足夠的機(jī)械穩(wěn)定性，且生物降解必須在與骨 愈合過程同步的分解速度下進(jìn)行。例如使用可生物再吸收的聚合物植入 物作為鈦的替代物。目前最重要的可再吸收合成有機(jī)材料的組包括直鏈 脂肪族聚酯，尤其是基于乳酸和乙醇酸的聚丙交酯和聚乙交酯。這些材 料在愈合過程中保持它們的強(qiáng)度并且通過水解緩慢地分解成乳酸。然 而，由于它們有限的機(jī)械穩(wěn)定性，所以它們優(yōu)選用于不負(fù)重的骨部分。

在合成的無機(jī)骨替代材料領(lǐng)域，嘗試提供尤其是由陶瓷骨替代材料 制成的骨架，骨組織可以生長到該骨架中用于骨再生。然而，由于機(jī)械 材料的脆性，它們不能承受較大的機(jī)械負(fù)荷。為了提高這種由陶瓷材料 制成的骨架的機(jī)械強(qiáng)度和承載能力，使用所謂的復(fù)合材料。

可生物降解的金屬植入材料例如鎂合金也提供一定程度的機(jī)械穩(wěn) 定性，并因此更令人感興趣。這類植入材料在US-A-3?687?135和 DE-A-102?53?634中有所描述。然而，這些材料不是生物相容的，即在 生物學(xué)上不是完全相容的。

本發(fā)明的一個目的是：提供一種制備生物相容材料的方法，可以由 所述生物相容材料制造固體結(jié)構(gòu)例如螺釘或板，所述固體結(jié)構(gòu)用于固定 骨折或骨損傷并具有足夠的機(jī)械穩(wěn)定性。該目的通過以下方法實現(xiàn)：其 中，首先在球磨機(jī)中研磨碎片狀或粉末狀的鎂合金和磷灰石的混合物， 直至形成均勻的混合物。在第二步驟中使所述均勻的混合物密實化。這 可以通過擠壓或鍛造來實現(xiàn)。可以隨后通過機(jī)械加工由所得固體材料得 到期望的形狀。

也通過適合用于固定骨折和骨損傷的生物相容材料來實現(xiàn)所述目 的，所述材料包含磷灰石和鎂合金的均勻混合物。

所述鎂合金優(yōu)選包含鋁，尤其優(yōu)選其量為0至15重量％，優(yōu)選1 至10重量％。所述鎂合金也可以包含：鋅，優(yōu)選其量為0至7重量％， 尤其優(yōu)選1至5重量％；錫，優(yōu)選其量為0至6重量％，尤其優(yōu)選1至 4重量％；鋰，優(yōu)選其量為0至5重量％，尤其優(yōu)選0.5至4重量％； 錳，優(yōu)選其量為0至5重量％，尤其優(yōu)選1至4重量％；硅，優(yōu)選其量 為0至5重量％，尤其優(yōu)選1至4重量％；鈣，優(yōu)選其量為0至3重量 ％，尤其優(yōu)選1至3重量％；釔，優(yōu)選其量為0至5重量％，尤其優(yōu)選 0.5至4重量％；鍶，優(yōu)選其量為0至4重量％，尤其優(yōu)選0.1至3重量 ％；選自稀土金屬族的一種或多種金屬，優(yōu)選其量為0至5重量％，尤 其優(yōu)選其量為0.1至3重量％；銀，優(yōu)選其量為0至2重量％，尤其優(yōu) 選0.1至2重量％；鐵，優(yōu)選其量為0至0.1重量％；鎳，優(yōu)選其量為0 至0.1重量％；和/或銅，優(yōu)選量為0至0.1重量％。

磷灰石和鎂合金的重量比優(yōu)選為100∶1至1∶100，更優(yōu)選20∶1至 1∶20，尤其是1∶5至5∶1。

發(fā)現(xiàn)：得到了與基體合金相比強(qiáng)化的包含合金和磷灰石顆粒的結(jié) 構(gòu)，其中非金屬的磷灰石顆粒細(xì)微地分散于金屬基體中。與已知的可生 物降解的植入物相比，由這種材料制成的植入物首先提供了更高的機(jī)械 穩(wěn)定性。所述鎂合金逐漸腐蝕。因此，細(xì)微分布的磷灰石部分經(jīng)過較長 的時間釋放，并且在愈合和骨生長期間支撐身體組織。由于除了所述性 質(zhì)之外，強(qiáng)度也起到重要作用，所以通過將非金屬成分細(xì)微分散于金屬 基體中，在所述物質(zhì)中得到分散體的強(qiáng)化。這意味著，與基體合金相比， 所述材料明顯得到強(qiáng)化。與未增強(qiáng)的鎂合金相比，由所述材料制造的螺 釘和板表現(xiàn)出增加的強(qiáng)度，所述未增強(qiáng)的鎂合金可以作為可腐蝕分解的 材料而用作不含磷灰石成分的植入物。

圖1是所述材料的微結(jié)構(gòu)的光學(xué)顯微鏡照片。暗區(qū)是插入的磷灰石。 亮區(qū)是鎂基體。可以看出，磷灰石均勻地分散在鎂基體中。