提供一种用于关节植入物的聚合物衬垫，其包括至少一个摩擦减少构件和至少一个主体构件。摩擦减少构件由聚合物基质制成，聚合物基质包含聚合物材料和具有在5%‑99% v/v（体积比率）之间的体积浓度的至少一种纳米管纳米颗粒。主体构件由至少一种聚合物材料形成。摩擦减少构件和主体构件优选地通过压缩模塑结合或者能够应用联接的任何其他方法，比如模具注塑、3D打印、粘附或任何其他适当方法。还提供了一种生产聚合物衬垫的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开的技术总体上涉及用于医用关节植入物的衬垫，且尤其涉及用于医用关节植入物的具有改进的耐磨性的衬垫。本公开的技术还涉及用于制造具有改进的耐磨性的聚合物衬垫的方法。
技术介绍
自然关节连接在两个骨头之间且分为两大类：（i）允许很小的移动或不允许移动的缺少关节腔的关节，比如在相邻的椎骨之间的关节；和（ii）具有关节腔的关节，其允许这样的关节在身体中自由移动。这些关节被称为滑膜关节或滑膜型关节。在人体中，常见的滑膜关节包括髋关节、膝关节、踝关节、肩关节、肘关节、腕关节、指关节、指掌关节、脚趾关节、脚趾-跖关节和腕掌关节。滑膜型关节还能够分为三类：单轴、双轴和三轴。单轴关节还能够归类为屈戍关节和枢轴关节。屈戍关节的示例是手指的关节，被称为指间关节。枢轴关节通过由骨韧带环包围的中心骨枢轴形成。在一个平面中允许围绕垂直轴线的移动。该类型的关节的示例是上和下桡尺骨关节（即，肘的关节）和寰枢正中关节（即，上颈部关节）。在双轴关节中，运动在两个平面中发生：因此允许两个自由度。存在两种类型的双轴关节：鞍状关节和 髁状关节。鞍状关节的示例是拇指的腕掌关节，其中，骨骼像人坐在鞍上骑马那样配合在一起，其中，一个骨头凹入而其他的凸出。髁状关节的示例是手指的掌指关节。三轴关节具有三个运动度且允许在三个平面中的移动。存在两种类型的三轴关节：球窝关节和平面关节。球窝关节的示例包括肩关节和髋关节。图1-4示出根据现有技术的人造关节植入物。这些关节植入物在此呈现以便促进理解本公开的技术的领域。参考图1，其是如在现有技术中已知的、全髋关节置换植入物的分解侧透视图。全髋关节置换植入物10包括杯11、衬垫12和柄13。柄13包括头部14。髋关节置换植入物10能够归为球窝关节，即，其中头部14的圆形表面配合到衬垫12的杯状凹陷内且在杯状凹陷内移动的关节，衬垫12配合到杯11中。这样的球窝关节允许向上、向下、向右、向左的自由移动以及全360度的旋转。现在参考图2，其是如在现有技术中已知的、总体标记为20的全膝关节置换植入物的示例。膝关节是枢轴屈戍关节，其允许屈曲和延伸，以及轻微的旋内和旋外。全膝关节置换植入物包括头部21、衬垫22和柄23。头部21与衬垫22联接，衬垫22与柄23联接。现在参考图3，其是如在现有技术中已知的、总体标记为30的全椎间盘置换植入物的侧透视图。全椎间盘置换植入物包括顶部板31、衬垫32和基板33。现在参考图4，其是如在现有技术中已知的、总体标记为40的全踝关节置换植入物。全踝关节置换植入物40包括顶部板41、衬垫（或插入物）42和基板43。多年来已经用于医用关节植入物的常见材料是：金属、陶瓷、聚合物和复合材料。不同类型的医用关节植入物包括：金属对金属植入物，其由不锈钢或钴铬合金制成；陶瓷对陶瓷植入物，其由氧化锆和氧化铝制成；聚合物植入物，比如超高分子量聚乙烯（UHMWPE）和聚酰亚胺；以及复合材料植入物，比如碳纤维强化PEEK（聚醚醚酮）。金属对金属关节植入物以及陶瓷和UHMWPE关节植入物各自经受共同的缺点，也就是，由于植入物的一部分关于植入物的其他部分的重复移动而引起的植入物在病人的身体中的机械磨损和退化。例如，在2010年，在美国有关于DePuy销售的金属对金属髋关节的失效和召回的大量宣传。在来自研究的数据表明该金属对金属髋关节的五年失效率是大约13%之后进行了召回。即使置换了有缺陷的设备，其仍然能够留下可数年不被发现的危险的可能致命的碎片。DePuy确定髋关节置换系统的失效原因为部件松弛、部件不对准、感染、骨折、脱臼、金属过敏和疼痛。一般而言，对于所有的金属对金属人造关节，金属头部在关节植入物的金属杯内的移动导致高体积的金属碎屑，其被吸收到病人的身体中。金属碎屑通过身体的吸收能够引起炎症反应，从而导致腹股沟区域的疼痛、髋关节中的组织死亡以及周围骨头的实际损耗。聚合物关节植入物经受关于退化和磨损碎屑的类似缺点。每年超过一百万美国人接收人造髋关节或膝关节假体。这样的关节植入物被设计成持续使用多年，但是在接收全关节置换物的病人的大约百分之15-20中，关节植入物过早地松弛且不得不被提前置换，这可能在病人中引起危险的并发症，尤其是在老年病人中。多年来，人造关节植入物的耐用性已经改进，例如髋关节植入物现在持续10-15年之间，以及膝关节植入物持续7-10年之间，然而需要人造假体的病人的平均年龄已经显著降低。而且，对于显著数目的青年患者来说，由于积极参与休闲和职业两种运动是与日俱增的现实，所以越来越需要一种表现出更高的持久率的耐用关节植入物。由于摩擦是关节植入物的撕裂和磨损的主要原因，所以提供耐用关节植入物的尝试目标在于开发具有更高的磨损性和更低的摩擦系数的新陶瓷或复合材料。克服由于关节植入物的非润滑表面的连续摩擦而引起的关节植入物的加速磨损的一个尝试解决方案通过下述完成：利用羟基磷灰石的薄膜涂覆接触表面中的一个或二者全部，从而降低在接触表面之间的摩擦系数。然而这样的薄膜结果相当厚且不稳定，并且倾向于脱离关节植入物。克服关节植入物的加速磨损的尝试的许多示例是已知的。授予Klaus-Peter Anhalt等的、名称为“矫形连接（Orthopaedic connection）”的美国专利号5,976,190针对矫形夹持连接，其在假体中作为用于力传输的功能元件，其包括由轻金属制成的管和管式承窝，以及在其之间的接触区域。接触区域包括中间层，所述中间层包括低分子量载体材料，润滑剂或辅助剂中的至少一种被嵌入在其中。载体材料选自比如金属、金属盐、金属氧化物或陶瓷材料的无机材料。中间层具有从0.1 µm到1 mm的厚度。建议的润滑剂是二羧酸酯、脂肪酸、脂肪酸酯、脂肪酸酰胺、金属皂、硅酮油、硫化钼、聚烯烃蜡、石蜡、含氟聚合物或其组合。授予Peter White，名称为“置换骨关节（Replacement bone joint）”的PCT国际申请公布号WO 2009/115790针对置换骨关节，其具有比如股骨假体和髋臼假体的关节构件，所述关节构件限定在头部和钛杯之间的球窝关节。钛杯具有衬垫和头部，其由不锈钢制成，设有粘附的涂层。涂层和衬垫由比如尼龙的非交联热塑性材料形成，非交联热塑性材料可以并入润滑剂，比如硅酮、水凝胶、硫化钼、聚乙烯吡咯烷酮、甘油、矿物油脂和/或石墨。
技术实现思路
现有技术设有薄膜涂层，其粘附到金属关节的接触表面，以便降低关节植入物中的摩擦系数。这样的涂层的主要缺点在于暴露于连续摩擦的这样的薄膜涂层倾向于过早地碎裂，从而使基底材料露出且易于退化。这样的薄膜涂层没有以显著的方式延长关节植入物的耐用性。现有技术未提供增强关节植入物的耐磨性和耐用性的解决方案。根据本公开的技术，关节植入物的磨损碎屑显著地减少，因此具有许多优点。例如，通过减少由于摩擦从损坏的植入物所产生的磨损碎屑，本公开的技术使得能够延缓用于更换损坏的关节植入物的重复的外科手术。此外，摩擦的减少还可以辅助减少由于在活节关节上施加过度负载而引起的部件松弛，例如在全髋关节置换物中的髋臼部件松弛。根据本公开的技术，因此提供用于关节植入物的聚合物衬垫，所述聚合物衬垫包括至少一个摩擦减少构件和至少一个主体构件。摩擦减少构件由聚合物基质制成，聚合物基质包含聚合本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于医用关节植入物的聚合物衬垫，其包括：由聚合物基质制成的至少一个摩擦减少构件，所述至少一个摩擦减少构件具有至少一个外部表面和至少一个内部表面，所述聚合物基质包括聚合物材料和具有在5%‑99%体积比率（v/v）之间的体积浓度的至少一种纳米颗粒；以及由至少一种聚合物材料制成的至少一个主体构件，所述至少一个主体构件具有与所述至少一个摩擦减少构件内部表面结合的至少一个内部表面，其中，所述至少一个摩擦减少构件中的至少一个被定位在所述聚合物衬垫的表面面积上，所述表面面积接触所述医用关节植入物的移动部分；并且其中，所述至少一个主体构件和所述至少一个摩擦减少构件被结合在一起。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.12 US 61/876770;2014.09.10 US 14/4824311.一种用于医用关节植入物的聚合物衬垫，其包括：由聚合物基质制成的至少一个摩擦减少构件，所述至少一个摩擦减少构件具有至少一个外部表面和至少一个内部表面，所述聚合物基质包括聚合物材料和具有在5%-99%体积比率（v/v）之间的体积浓度的至少一种纳米颗粒；以及由至少一种聚合物材料制成的至少一个主体构件，所述至少一个主体构件具有与所述至少一个摩擦减少构件内部表面结合的至少一个内部表面，其中，所述至少一个摩擦减少构件中的至少一个被定位在所述聚合物衬垫的表面面积上，所述表面面积接触所述医用关节植入物的移动部分；并且其中，所述至少一个主体构件和所述至少一个摩擦减少构件被结合在一起。2.根据权利要求1所述的聚合物衬垫，其中，所述至少一个摩擦减少构件形成所述聚合物基质的外皮，从而基本上覆盖所述至少一个主体构件。3.根据权利要求1所述的聚合物衬垫，其进一步包括一个主体构件和两个摩擦减少构件，所述两个摩擦减少构件基本上覆盖所述一个主体构件并与所述主体构件相结合。4.根据权利要求3所述的聚合物衬垫，其中，所述主体构件和两个摩擦减少构件通过压缩模塑结合。5.根据权利要求1所述的聚合物衬垫，其中，所述至少一种纳米颗粒从由下述组成的列表中选择：a. TiS2、b.TiSe2、c. TiTe2、d. WS2、e. WSe2、f. WTe2、g. MoS2、h. MoSe2、i. MoTe2、j. SnS2、k. SnSe2、l. SnTe2、m.RuS2、n. RuSe2、o. RuTe2、p. GaS、q. GaSe、r. GaTe、s....
【专利技术属性】
技术研发人员：R·夏维特，
申请(专利权)人：R·夏维特，
类型：发明
国别省市：以色列;IL
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