颗粒状异质性骨替代材料和制造自由成形多孔体的方法技术

本发明专利技术涉及颗粒状异质性的骨替代材料，包括多个颗粒，其中，这些颗粒包括芯和从芯延伸出的至少六个销(52)，每个销(52)包括至少一个连接件(54,57)，且这些销(52)能弹性变形，从而当多个颗粒被压合时，不同颗粒的连接件(54,57)相互锁合和/或卡合，且相互锁合和/或卡合的这些颗粒形成相互锁合和/或卡合的颗粒的开孔体。本发明专利技术还涉及由所述颗粒状异质性的骨替代材料形成主体的方法，其中，这些颗粒被相互压合，从而这些颗粒相互锁合和/或卡合且形成开孔体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及异质性骨替代材料。本专利技术还涉及由异质性骨替代材料制造自由成形主体的方法。因此，本专利技术的主题是打算用于填充和稳固骨腔的异质性骨替代材料。另外，提出了制造自由成形多孔体的方法。
技术介绍
骨替代材料是早就已知的并且被广泛应用在临床应用(J.M.Rueger：Knochenersatzmittel,(骨替代材料，矫形外科医生)27(1998)72-79.)中。迄今所用的骨替代材料通常是体积稳定的，但形状不稳定。一个值得注意的例外情况就是下述的骨替代材料，其名为“Trabecular metalTM”，由Zimmer(捷迈)分销且例如由WO 2013/074 909 A1公开。所述材料具有被制造出来模仿人类骨松质(海绵组织)结构的多孔结构。所述材料由钽构成且以规定的形状和尺寸投入商业应用。所述材料的形状和尺寸无法在手术室中被改变。它在手术室中无法用传统工具来处理。因此，只能程度有限地考虑患者的个体解剖状况。医学用户不得不尝试使种植床适配于一定几何形状、或者尝试插入大致匹配的植入体，并用异质性骨材料或其它体积填料来封闭现有的空隙。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是克服现有技术的不足。具体说，要研发出一种骨替代材料，该骨替代材料可以自由成形，且一旦被成形，则形成形状稳定的多孔体而不需要化学固化反应，例如像辐射聚合化。该骨替代材料要具有开孔孔隙率且在成形工艺之后应当是机械稳定的。就此而言，所述孔的孔隙率和尺寸应该足够大且合适，从而用骨 替代材料治疗的患者的人骨可以生长进入所述孔中。另一目的是要使骨替代材料在成形状态下尽量能承受负荷。另外，骨替代材料必须是生物相容的，从而它可被插入患者体内。本专利技术的目的通过颗粒状异质性骨替代材料来实现，其包括多个颗粒，其中，这些颗粒包括芯和自所述芯延伸出的至少六个销，每个销包括至少一个连接件，并且所述销可弹性变形，从而在多个颗粒被压合时，不同颗粒的连接件相互锁合和/或卡合，且相互锁合和/或卡合的这些颗粒形成相互锁合和/或卡合的所述颗粒的开孔体。锁合是指所述颗粒的销的连接件的凸起部接合在相邻颗粒的销上的连接件的凸起部、握合面或底切部，从而这些销此后仍然可以通过进一步压合这些颗粒而彼此相对运动，但无法再轻易分开。卡合是指所述颗粒的销的连接件适当接合相邻颗粒的销的连接件，从而这些颗粒无法再轻易分开，但也无法再通过在没有发生颗粒变形的情况下进一步移动这些颗粒而相向移动。因此，所述连接件可以通过钩、槽、底切部、卡合机构和/或相对的卡合机构和/或通过钩、槽、底切部和/或卡合件来提供。根据本专利技术，相互锁合和/或卡合的这些颗粒和/或由此形成的三维体优选是骨传导的。本专利技术可以规定，所述连接件是蘑菇形体、钩、底切部和/或卡合件，优选是蘑菇形体、钩、底切部、卡合机构和/或相对的卡合机构。所述连接件很好地适用于相互卡合和/或锁合。但根据本专利技术，织物连接件，如具有易变形纤维的钩-圈扣并不适用，这是因为无法由此形成尺寸稳定的抗压体。本专利技术也可以规定，在这些颗粒的连接件和芯之间的距离在0.25毫米和2毫米之间，优选在0.5毫米和1毫米之间。本专利技术可以优选规定，这些颗粒是球形的。在本专利技术的范围内，如果所述销的末端布置在一个球体上，则颗粒应被认为是球形的。因此，例如如果这些颗粒具有二十面体对称性，则所述颗粒的销的尖端全都布置在一个球面上。在本专利技术的范围 内，球形颗粒不一定必须是几何形状完美的球体，而是可以偏离圆球形。优选的球形粉末颗粒具有圆状的、至少大致呈球形的形状且具有不超过2:1的最长截线与最短截线之比。在本专利技术范围内，球形几何形状因此并非严格是指几何球体和/或数学球体。就此而言，截线是指在粉末颗粒内延伸的极限尺寸。尤其优选的球形粉末颗粒可以具有不超过1.5:1的最长截线与最短截线之比，或者可以呈球形，这甚至是更优选的。根据本专利技术，直径应该被理解为是指：包括连接件在内的粉末颗粒的在没有弹性变形情况下的最大截线。在任何情况下，该销不同于球形几何形状。本专利技术的优选颗粒的特征也可以是：所述颗粒的销从芯沿径向伸出。结果，这些颗粒很容易随后相互连接在一起。本专利技术也提出，连接件可以设置在所述销的周面上。结果，可以获得所述销的相互间稳定连接，进而获得这些颗粒的相互间稳定连接。本专利技术还提出，被相互压合的这些颗粒不可逆地相互锁合和/或卡合。这保证了：完全形成的骨替代材料的颗粒不会脱离如此形成的所述主体。这防止对治疗位点的被治疗的身体的刺激。另外，本专利技术可以规定，这些颗粒具有不超过10毫米的最大截线，优选地具有在0.5毫米和10毫米之间的最大截线，尤其优选地具有在1毫米和4毫米之间的最大截线。该连接件属于所述颗粒且因而有助于所述颗粒的最大截线。就此而言，该最大截线对应于：颗粒几何形状中可以设置的最长直线的长度。结果，可以产生足够精细的结构。但是，同时，所述颗粒的制造不应该过于消耗资源和太过昂贵。另外，本专利技术可以规定，这些颗粒是利用增材3D打印法制造的。结果，可以便宜地制造这些颗粒，进而便宜地制造骨替代材料。根据改进方案，本专利技术可以规定，每个销的所述至少一个连接件中的至少一者具有截头锥体形状，其中，该销的纵轴线形成该锥体 的纵轴线，并且该锥体的周面面向背对该芯的外侧。结果，这些颗粒能以尤其稳定的方式借助呈截头锥体形状的连接件来连接。另外，所述成形阻止周围的软组织和骨组织在骨替代材料植入后受伤。另外，本专利技术优选可以规定，每个销的至少一个连接件中的至少一者呈钩状或呈蘑菇头状。钩和/或蘑菇头保证了这些颗粒的相互间不可分离的稳固连接。如果这些连接件是蘑菇头形状的，则它们例如可以在蘑菇头的边缘具有设置在芯的方向上的领圈，从而其它颗粒的钩形连接件可以接合至所述底切部，由此形成这些颗粒之间的不可逆且不可分离的锁合连接或卡合连接。本专利技术也可行且优选的是，至少一个颗粒包含有各种连接件或具有不同连接件的各种销。因而，一个颗粒可以同时具备在相同的销上和在不同的销上的钩和蘑菇头作为连接件。在优选实施方式中，该连接件作为蘑菇头设置。在一个尤其优选的实施方式中，蘑菇头适当成形，从而蘑菇头在面向芯的一侧包括锥形底切部。结果，钩形卡合件能不可逆且不可分离地与所述蘑菇头锁合。如果底切部和蘑菇头的形状适当匹配，则可以阻止蘑菇头的进一步推进，使得该蘑菇头卡合入底切部中。本专利技术的一个改进方案提出，该销包含周向槽作为在芯与所述至少一个连接件中的至少一者之间的附加连接件，其中，其它颗粒的连接件能锁合该槽或卡合入该槽，优选是适当卡合，从而连接件无法沿销进一步运动。这也有助于颗粒的尤其稳固的连接。就此还有利的是，这在因此由骨替代材料所形成的主体中的颗粒卡合连接之后，获得了限定的且未被占据的空闲空间。即，得以阻止了“通过在相邻颗粒的销之间的进一步推进销而进一步封闭开孔型结构”，因此所述孔保持开放。本专利技术的一个变型提出，至少两个连接件相继布置在所述销的周面上，尤其优选的是至少三个连接件相继布置在所述销的周面上。结果，这些颗粒能以不同的相互间隔被锁合和/或卡合。这在形成骨替代材料时获得了更高的灵活性。另外，本专利技术可以规定，这些颗粒呈球形、豆形、立方体形、长方体形和/或多面体形，优选具有立方体形、八面体形、十二面体形、二十面体形和\本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种颗粒状异质性的骨替代材料，其包括多个颗粒，这些颗粒包括芯(1,11,21,31,51)和从所述芯(1,11,21,31,51)伸出的至少六个销(2,12,22,32,52)，从而每个所述销(2,12,22,32,52)包括至少一个连接件(4,14,25,34,35,37,54,57)，并且这些销(2,12,22,32,52)能弹性变形，从而在多个颗粒被压合在一起时，不同颗粒的所述连接件(4,14,25,34,35,37,54,57)相互锁合和/或卡合，且相互锁合和/或卡合的颗粒形成由相互锁合和/或卡合的颗粒构成的开孔体。

【技术特征摘要】
2015.05.13 DE 102015107600.41.一种颗粒状异质性的骨替代材料，其包括多个颗粒，这些颗粒包括芯(1,11,21,31,51)和从所述芯(1,11,21,31,51)伸出的至少六个销(2,12,22,32,52)，从而每个所述销(2,12,22,32,52)包括至少一个连接件(4,14,25,34,35,37,54,57)，并且这些销(2,12,22,32,52)能弹性变形，从而在多个颗粒被压合在一起时，不同颗粒的所述连接件(4,14,25,34,35,37,54,57)相互锁合和/或卡合，且相互锁合和/或卡合的颗粒形成由相互锁合和/或卡合的颗粒构成的开孔体。2.根据权利要求1所述的骨替代材料，其特征是，这些连接件(4,14,25,34,35,37,54,57)是蘑菇形体(4,14,34,54)、钩(25,35)、底切部(37)和/或卡合件(54,57)，优选地是蘑菇形体(4,14,34,54)、钩(25,35)、底切部(37)、卡合机构(54)和/或相对的卡合机构(57)。3.根据权利要求1或2所述的骨替代材料，其特征是，这些颗粒是球形的。4.根据前述权利要求中任一项所述的骨替代材料，其特征是，这些颗粒的销(2,12,22,32,52)从所述芯(1,11,21,31,51)沿径向延伸出。5.根据前述权利要求中任一项所述的骨替代材料，其特征是，这些连接件(4,14,25,34,35,37,54,57)设置在所述销(2,12,22,32,52)的周面上。6.根据前述权利要求中任一项所述的骨替代材料，其特征是，被相互压合的这些颗粒不可逆地相互锁合和/或相互卡合。7.根据前述权利要求中任一项所述的骨替代材料，其特征是，这些颗粒具有不超过10毫米的最大截线，优选具有在0.5毫米至10毫
\t米之间的最大截线，尤其优选具有在1毫米至4毫米之间的最大截线。8.根据前述权利要求中任一项所述的骨替代材料，其特征是，这些颗粒是用增材3D打印工序制造的。9.根据前述权利要求中任一项所述的骨替代材料，其特征是，每个销(2,12,22,32,52)的所述至少一个连接件(4,14,25,34,35,37,54,57)中的至少一者具有截头锥体形状，从而所述销(2,12,22,32,52)的纵轴线形成所述锥体的纵轴线，并且所述锥体的周面面向着背对所述芯(1,11,21,31,51)的外侧。10.根据前述权利要求中任一项所述的骨替代材料，其特征是，每个销(2,12,22,32,52)的所述至少一个连接件(4,14,25,34,35,37,54,57)中的至少一者以钩(25,35)的形式或作为蘑菇头(4,14,34,54)来设置。11.根据前述权利要求中任一项所述的骨替代材料，其特征是，所述销(2,12,22,32,52)在所述芯(1,11,21,31,51)和所述至少一个连接件(4,14,25,34,35,37,54)中的至少一者之间包含作为附加连接件(57)的周向槽(57)，从而其它颗粒的所述连接件(4,14,25,34,35,37,54)能与所述槽(57)锁合或卡合入所述槽中，优选地适当卡合使得所述连接件(4,14,25,34,35,37,54)无法沿所述销(2,12,22,32,52)进一步运动。12.根据前述权利要求中任一项所述的骨替代材料，其特征是，至少两个连接件(4,14,25,34,35,37,54,57)相继布置在所述销(2,12,22,32,52)的周面上，尤其优选的是至少三个连接件(4,14,25,34,35,37,54,57)相继布置在所述销(2,12,22,32,52)的周面上。13.根据前述权利要求中任一项所述的骨替代材料，其特征是，所述颗粒呈球形、豆形、长方体形、立方体形和/或多面体形，优选的是具有立方体形、八面体形、十二面体形、二十面体形和/或三十
\t面体形对称性。14.根据前述权利要求中任一项所述的骨替代材料，其特征是，这些颗粒具有超过1毫米的最大截线，优选具有超过2毫米的最大截线，尤其优选具有超...

【专利技术属性】
技术研发人员：塞巴斯蒂安·福格特，
申请(专利权)人：贺利氏医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE