[發(fā)明專利]生物體植入物、其成分及制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810275750.8
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108330368A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 展京美;益明星;王穎
• 申請（專利權(quán)）人: 西安卓恰醫(yī)療器械有限公司
• 主分類號: C22C23/04
• 分類號: C22C23/04;C22C1/02;A61L31/02;A61L27/50;A61L27/58
• 代理公司: 北京寰華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11408
• 代理人: 林柳岑

本發(fā)明系關(guān)于一種生物體植入物、其成分及制備方法。所述的生物體植入物為由可降解鎂合金制成，尤其適合作為固定交叉韌帶用的固定扣，其可降解鎂合金的成份總質(zhì)量為100％，鎂的含量占96.49％至98.9％，鈣的含量占0.1％至0.5％、鋅的含量占1％至3％，其余雜質(zhì)的含量之和占不大于0.01％。所述可降解鎂合金是通過真空冶煉、固溶熱處理、擠壓工藝、旋鍛工藝的制備方法獲得。所述生物體植入物具有高強度、降解速率低的特性，適合作為生物體植入物的材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種醫(yī)用生物材料，尤其涉及一種以可降解鎂合金制成的生物體植入物，其成分及制備方法。

背景技術(shù)

目前，臨床用于骨內(nèi)固定的材料主要為不銹鋼、鈦或鈦合金等金屬材料或可吸收的高分子塑料材料。舉例而言，用于交叉韌帶手術(shù)中固定移植物的植入物固定扣，目前多采用鈦合金材料不銹鋼、鈦或鈦合金等金屬材料。但現(xiàn)有技術(shù)常用的不銹鋼、鈦或鈦合金等金屬材料彈性模量遠高于人骨，用于骨固定可能會引起應(yīng)力遮擋效應(yīng)，使骨骼受損部位得不到必要的應(yīng)力刺激，可能骨骼愈合不完全導致愈合延遲、強度下降；并且由于不銹鋼、鈦及鈦合金為生物惰性材料，在植入生物體后會長期留存體內(nèi)，于體液環(huán)境中緩慢釋放碎屑或有毒性、刺激性的金屬離子，可能引發(fā)植入物周圍組織的炎性反應(yīng)甚至是組織壞死；另外，當不銹鋼、鈦或鈦合金作為臨時性植入物材料，日后仍需二次手術(shù)去除而造成患者在經(jīng)濟、心理及生理上的負擔；另一方面，可吸收高分子材料因其強度較弱，而僅能應(yīng)用于不受力或受力較小的骨骼部位的修復與固定。

與不銹鋼、鈦及鈦合金和可降解高分子材料相比，鎂合金的密度及彈性模量與人體密質(zhì)骨的密度及彈性模量最接近，因此，鎂合金具有良好的力學兼容性；此外，鎂合金在植入人體后與體液發(fā)生反應(yīng)，鎂能逐漸在體內(nèi)自然降解，其降解產(chǎn)物氫氧化鎂(Mg(OH)₂)在人體環(huán)境中會轉(zhuǎn)化成氯化鎂(MgCl₂)并逐漸被周圍組織吸收具有良好的生物兼容性，因此鎂合金植入物不需二次手術(shù)取出能達到醫(yī)學使用目的。

交叉韌帶在膝關(guān)節(jié)的運動中承受主要載荷。為了維持膝關(guān)節(jié)的正?；顒樱瑢⒔徊骓g帶或骨固定于股骨或脛骨上的固定扣的強度有更嚴格的要求，且隨著固定扣降解的進行，其強度仍需維持6個月至12個月至骨骼、韌帶完全愈合。若固定扣的強度不足，移植物容易在骨道內(nèi)微動，使骨道擴大，并且移植物與骨道間接觸不充分，影響血管長入，從而影響肌腱與骨道愈合。術(shù)后骨道擴大導致固定失效、感染致使交叉韌帶重建失敗。

合金化是提高鎂合金強度的重要手段。常見的合金化元素有鋁、錳、鋯、稀土元素等。尤其是鋁最常用于增加鎂基合金的強度和耐腐蝕性，但鋁被認為具有神經(jīng)毒性，可能造成阿茲海默癥等腦相關(guān)疾病。因此，許多研究轉(zhuǎn)而開發(fā)不含鋁的鎂合金材料，例如中國專利申請公布案105120907號公開一種鎂合金包含3重量％的鋅(Zn)、0.3重量％的鈣(Ca)及0.48重量％的錳；然其屈服強度介于53兆帕(MPa)至235兆帕(MPa)，同時腐蝕速率相當高，由此可見，所述鎂合金的強度偏低且降解速率過快，而無法在骨骼完全愈合前保持足夠強度導致醫(yī)用植入物提前失效，且錳含量偏高有造成神經(jīng)系統(tǒng)疾病疑慮。再者，以植入物固定扣中最常見的四孔固定扣為例，根據(jù)關(guān)節(jié)實驗中測量得到的前交叉韌帶受力值之最大值136牛頓(N)作為最大加載力，分析固定扣將韌帶固定時應(yīng)力分布狀態(tài)，最大應(yīng)力出現(xiàn)在中間兩孔與骨隧道結(jié)合處。根據(jù)交叉韌帶手術(shù)中的長12.5毫米，寬4毫米，厚度1.5毫米的四孔扣結(jié)構(gòu)，經(jīng)有限元分析，固定扣與骨隧道口接觸面最大應(yīng)力為341.84兆帕，超過前述鎂合金材料的屈服強度，在服役期內(nèi)隨著降解進行，很有可能發(fā)生塑性變形而存在安全隱患。因此需要結(jié)合可降解鎂合金材料性能重新設(shè)計固定扣結(jié)構(gòu)尺寸。另外，過多的稀土元素會在體內(nèi)聚集不容易排出體外，尤其某些稀土元素會聚集沉積在骨骼中，同鈣形成競爭性吸附而取代骨骼中的鈣元素導致愈合延遲。

此外，現(xiàn)有技術(shù)多嘗試在鎂金屬中增加合金元素的比例以調(diào)節(jié)所需的機械性質(zhì)，然而合金元素和雜質(zhì)會引起不同金屬間相的形成，在降解中作為原電池的正極促使鎂基體腐蝕引起鎂合金植入物在服役過程中提前失效。

發(fā)明內(nèi)容