[發(fā)明專利]生物陶瓷和生物聚合物復(fù)合材料

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980118469.2
• 申請(qǐng)日: 2009-06-01
• 公開（公告）號(hào): CN102036694A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: I·R·鄧克利;R·W·史密斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華沙整形外科股份有限公司
• 主分類號(hào): A61L27/12
• 分類號(hào): A61L27/12;A61L27/14;A61L27/54;A61K6/033;A61K6/08
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 余穎

相關(guān)申請(qǐng)的相互參考

本申請(qǐng)請(qǐng)求2008年5月30日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案第61/129,003號(hào)的權(quán)益，該案的全部?jī)?nèi)容以引用方式并入本文。

技術(shù)背景

發(fā)明領(lǐng)域：本發(fā)明主要涉及生物陶瓷移植物及其制造方法，該生物陶瓷移植物或單獨(dú)或與藥劑組合用作矯形外科和牙科領(lǐng)域的骨替代物。

本文論及的任何出版物或參考文獻(xiàn)是用來描述發(fā)明的背景以及提供關(guān)于其實(shí)施的更多細(xì)節(jié)。在本文中不應(yīng)該解釋為承認(rèn)發(fā)明人由于現(xiàn)有發(fā)明而沒有權(quán)利先于這些公開內(nèi)容。

矯形外科重塑手術(shù)常規(guī)地包括外科引入提供骨骼功能、堅(jiān)硬固定和骨整合的結(jié)構(gòu)移植物。當(dāng)被植入到結(jié)構(gòu)性載入部位時(shí)，由這些裝置引起的高應(yīng)力歷史上曾限制了材料對(duì)金屬性的和挑選的聚合物配方的選擇。雖然機(jī)械要求達(dá)到了，但這些惰性材料并不參與有條理地重塑骨骼，因而可能遭受長(zhǎng)期排斥。

當(dāng)前，替換受損或患病骨骼的最常見實(shí)踐是使用自體移植物(從患者中移取的骨骼)。然而，供體部位的高發(fā)病率、使人痛苦的二次“獲得性”外科手術(shù)的必要性、以及大量可骨移植物骼的缺乏損害患者的結(jié)果。與異體移植物(從尸體上取下的骨骼)和異種移植物(從動(dòng)物中獲得的骨骼)有關(guān)的包括：(1)傳播疾病，(2)難以獲取和處理，(3)不確定的免疫反應(yīng)，和(4)早期吸收(premature?resorption)。

由于與“自然”移植物相關(guān)的限制，開發(fā)人工骨移植物具有顯著的優(yōu)勢(shì)，人工骨移植物具有潛在的重要優(yōu)勢(shì)，包括：消除疾病傳染的風(fēng)險(xiǎn)；不利免疫反應(yīng)發(fā)生的降低；沒有使人痛苦的“獲得性”手術(shù)；相對(duì)低的成本；無限制地供應(yīng)；以及合入加速骨骼復(fù)原過程藥劑的能力。

然而，人工骨移植物要成為有效的骨替代物，這些材料應(yīng)該具有合適的物理結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能。對(duì)包括高結(jié)構(gòu)載荷的應(yīng)用尤其關(guān)注的是經(jīng)得住生理狀況而不發(fā)生移物植損壞或降解的能力。

矯形性移植物的機(jī)械固定會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損壞以及顆粒殘留物的無意識(shí)釋放。此外，可移植裝置可以要求一定程度的幾何校正以適應(yīng)移植物位置的特殊限制。因此，能夠經(jīng)受塑形、鉆孔和穿插而不片斷化的高性能骨替代物具有臨床優(yōu)勢(shì)。

生物聚合物與生物陶瓷的結(jié)合具有將鈣基生物陶瓷的強(qiáng)度、硬度和骨傳導(dǎo)性與高分子相(polymeric?phase)的韌性和可控生物降解性結(jié)合的潛力。制作的方法通常包括將生物聚合物注入生物陶瓷網(wǎng)絡(luò)中的孔隙空間中，如US?2004/0043051?A1所描述的方法。

存在各種生產(chǎn)多孔生物陶瓷網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)；參考，例如，美國(guó)專利第3,899,556號(hào)、3,929,971號(hào)、4,654,314號(hào)、4,629,464號(hào)、4,737,411號(hào)、4,371,484號(hào)、5,282,861號(hào)、5,766,618號(hào)、5,863,984號(hào)和國(guó)際專利第WO?95/32008號(hào)以及第WO99/19003號(hào)。生產(chǎn)多孔陶瓷體常用的技術(shù)包括如美國(guó)專利第4,629,464號(hào)、4,654,314號(hào)、3,899,556號(hào)、和國(guó)際專利第WO?95/32008號(hào)描述的成孔劑的使用。

盡管生產(chǎn)多孔生物陶瓷組份的上述技術(shù)成功地產(chǎn)生了生物聚合物可以滲透其中的開口孔隙度(open?porosity)，但就結(jié)構(gòu)骨架載荷而言，這些復(fù)合材料裝置的總結(jié)構(gòu)性能是低的。

由于骨間隙或缺損的修復(fù)或替換是部位特異的，藥劑，如骨生長(zhǎng)因子必需通過合適的載體被局部地遞送?？缮锝到饩酆衔镌?jīng)被用作藥物遞送載體，因?yàn)樗鼈兛梢员恢苯又踩胄迯?fù)部位，并且它們的降解速率可以被控制，因而藥物遞送的速率也可以被控制。然而，這樣的可生物降解聚合物并不具有適合硬組織替換的機(jī)械性能。因此，對(duì)聚合物/陶瓷復(fù)合材料的興趣有所增加，如，例如U.S.5,766,618和國(guó)際專利第WO?99/19003號(hào)所公開的。

因此，發(fā)展生物陶瓷和生物聚合物復(fù)合材料將是有利的，生物陶瓷和生物聚合物復(fù)合材料具有必要的生物學(xué)性能和機(jī)械性能以在骨骼的高載荷區(qū)域能成功操作。這樣的復(fù)合材料應(yīng)該允許對(duì)移植物的塑形、鉆孔和穿插以使手術(shù)替換和手術(shù)固定過程中移植專用技術(shù)(implant?customization?technique)有廣泛的范圍。此外，生物聚合物相會(huì)使藥劑逐步釋放以刺激并促進(jìn)移植區(qū)中進(jìn)行的生物學(xué)過程。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了高性能多孔生物陶瓷，其具有增強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度，這歸應(yīng)于其燒結(jié)前在高載荷下壓縮形成生物陶瓷前體和成孔劑的能力。同樣也提供了多孔生物陶瓷的制作和使用方法。