[發明專利]用于醫療植入物用途的網狀顆粒多孔涂層

無效

• 申請號: 200880102040.X
• 申請日: 2008-05-20
• 公開（公告）號: CN101772357A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發明（設計）人: D·A·霍伊爾
• 申請（專利權）人: 史密夫和內修有限公司
• 主分類號: A61L27/28
• 分類號: A61L27/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李進;韋欣華

相關申請的交叉參考

本申請要求2007年6月7日提交的U.S.臨時申請順序號60/942523的優先權。

技術領域

本發明涉及包含燒結網狀顆粒多孔涂層的新多孔結構。新結構在其中多孔結構是有用的，但是將尤其用作將促進組織向內生長至植入物內的醫療植入物材料一部分的任何應用中是有用的。

發明背景

傳統的組織向內生長技術在各種醫療植入物應用中幫助恢復形式和功能方面是相對成功的。然而，在一些患者、病癥或情況中，它們不是理想的解決方案。傳統技術已經趨向于具有相對低的孔隙率、低的長期強度、高的剛性、差的初始穩定性或者限制它們適合用于寬范圍期望應用的其它問題。

尤其是正需要改善的骨向內生長結構作為骨生長支架或附接可植入醫療器械的機構。這樣的結構提供了允許血管形成和新骨向內生長的多孔構架，和提供骨祖細胞與骨生長誘導因子的相容性位點的結構是理想的。多孔結構的孔隙和間隙提供了用于骨向內生長的表面，從而使用于修復或置換骨組織或者在關節置換應用中的永久性植入物能夠骨骼固定。植入物可為常規的全關節置換例如全髖關節成形術、全膝關節成形術等，或者部分關節置換例如半髖關節成形術。本領域已知許多特性對于成功的骨向內生長結構是重要的。這些特性包括允許骨向內生長的孔隙率、生物相容性、與周圍骨的緊密接觸和足夠的早期穩定性。理想的向內生長結構應具有與骨的相當良好的強度和延展性以及剛性。技術也應理想地適合于易于制備精確尺寸的植入物，并且允許制備附接至固體植入物基體的厚的獨立整體形式或薄的涂層。

對于成功的向內生長的一個重要要求是植入物材料鄰近健康骨放置。當其被置于與健康骨物理接觸時，骨傳導性或骨生長促進性多孔結構將支撐骨組織的向內生長。與健康骨接近允許成骨細胞和血管浸潤，這對骨向內生長是必要的。

已進行多種努力來開發和制造合成多孔植入物，該植入物具有促進骨向內生長要求的合適的物理特性。在最近的二十年已廣泛研究了具有金屬、陶瓷、聚合物或復合材料多孔表面的植入物。

在醫療植入物表面上使用燒結珠以提供表面孔隙率和促進骨向內生長是已知的(美國專利第3855638號)。然而，這些技術導致了裝置，該裝置具有相對低的孔隙率(＜40％)和相對平滑的外表面，這造成了與鄰近骨的“差的咬合”。盡管對于一些植入物應用來講是足夠的，但是這些特性對許多更具有挑戰性的向內生長應用來講沒有提供最佳的解決方案。

早期的努力也包括使用纖維金屬網絡復合材料(美國專利第3906550號)。盡管其可產生更大的孔隙率(～50％)，但是仍然比需要的低。纖維金屬網絡也具有相對平滑的外表面，這造成了與鄰近骨的“差的咬合”。而且，所產生的向內生長性能不象許多更具有挑戰性的向內生長應用期望的那樣大。

另外，已經使用等離子體噴涂的鈦醫療植入物(美國專利第3605123號)。這些植入物具有非常低的孔隙率和相對低的附接強度。因為孔隙率和附接強度對于醫療植入物是重要的特性，因此不認為該項技術對多孔向內生長應用是最佳的。

也已經使用燒結的不對稱粉末復合材料(美國專利第4206516號)。盡管這些復合材料顯示了適度的孔隙率(約60％)，但是它們比燒結珠具有更低的附接強度，這在一些醫療植入物應用中可能是不利的。

也已經使用犧牲第二相復合材料例如網狀結構的鈦TM和孔隙金屬復合材料(美國專利第3852045號)來解決對多孔構架的需要，該多孔構架允許再血管化以及新骨生長。這些技術要求復雜的制備方法和具有相對平滑的外表面，這造成與鄰近骨的“差的咬合”。這些復合材料也具有相對低的附接強度。

也已經使用整體鑄塑多孔結構(美國專利第4781721號)。在這些復合材料中，多孔表面與基體同時鑄塑。得到的優勢是沒有突變的界面(即由于方法不是沉積法，所以附接問題被減至最小)。這些復合材料趨向于具有比期望的更大的結構特征和孔，并且僅可由與所使用的鑄塑方法相容的材料制備。

選擇性激光燒結技術已用于在醫療植入物上產生多孔構架。然而，這些技術已經證明過于昂貴并且難以用于產生精細結構。

幾種金屬化網狀支架的方法已經用于醫療植入物應用中，但是這些方法趨向于相對昂貴，結果形成具有相對大孔和相對低比表面積的復合材料，或者難以附接至非平面的表面。一項這樣的技術采用化學氣相沉積以將鉭涂覆至網狀透明的碳骨架結構元件上(美國專利第5282861號)。該方法非常昂貴，并且涉及到危險化學品，使之成為較不期望的選擇。另外，所產生的結構難以附接至固體植入物表面，限制了其用于寬范圍的各種應用中。