具有涂层式多孔结构的骨植入物制造技术

本发明专利技术涉及一种骨植入物，其具有主体(2)，所述主体(2)在其外部区域中具有开放晶胞式多孔晶格结构(3)，所述开放晶胞式多孔晶格结构(3)由大量规则布置的基本晶胞(4)形成，其中，所述基本晶胞(4)实施为拼装式结构并且各自由内腔(40)和围绕所述内腔(40)的多个相互连接的晶棱(41，42，43，44)构成。所述多孔晶格结构(3)设置有包括磷酸钙的骨生长促进涂层(5)，其中，所述磷酸钙涂层(5)具有至多1重量％的羟基磷灰石含量并形成到达所述多孔晶格结构(3)的深部内的孔内涂层。因此，本发明专利技术提出了一种特殊的涂层变型例，并因此打破了迄今为止普遍的思想，即，将涂层相对容易地施加并良好地粘附到植入物的表面上。到植入物的表面上。到植入物的表面上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有涂层式多孔结构的骨植入物


[0001]本专利技术涉及一种骨植入物，其具有主体，所述主体在其外部区域中具有开放晶胞式多孔晶格结构，所述开放晶胞式多孔晶格结构设置有包括磷酸钙的骨生长促进涂层。

技术介绍

[0002]在植入物、尤其是待植入到骨内或骨上的内置假体和增强物的情况下，特别需要考虑在植入物和骨之间的生理上有利和稳定的连接。此外，期望的是，尽可能快地建立该连接，以实现患者的顺利再活动。为此目的，已知的是，为植入物设置骨生长促进涂层。这促进了骨细胞的生长并因此加速了植入物在骨内或骨上的向内生长。在本文中，涂层是被施加到光滑表面还是被施加到结构化表面在根本上是无关紧要的。在这两种情况下，涂层都实现了它的用途。
[0003]已知有各种材料用于涂层。它们的共同点是它们具有生物活性，尤其是具有骨生长促进特性。根据材料的不同，涂层可以以各种方式被施加，例如通过等离子喷涂、溅射或通过浸浴。一种自1990年代以来就广为人知的具有有利的骨生长促进特性的材料是磷酸钙(CaP)。尤其是对于薄的和可溶性涂层的临床应用来说，它建立在移植学中。
[0004]最近，通过添加方法(例如在3D打印技术中)制造的植入物已广为人知，由此可以生成规则的大孔结构。这在专业领域中也被称为小梁结构。小梁结构原本就已具有有利的向内生长行为。这种结构只能在有限程度上受益于具有公知的磷酸钙的涂层。已知一种特殊形式，其中使用钙/磷酸盐比率为1.1的磷酸钙作为涂层，其中，设置有至少70％的钙磷石含量和高达30％的羟基磷灰石含量。

技术实现思路

[0005]本专利技术基于的目的是提供一种开头提到的类型的骨植入物，该骨植入物具有改进的向内生长行为。
[0006]根据本专利技术的解决方案在于独立权利要求的特征。有利的改进方案是从属权利要求的主题。
[0007]一种骨植入物，其具有主体，该主体在其外部区域中具有开放晶胞式多孔晶格结构，该开放晶胞式多孔晶格结构由大量规则布置的基本晶胞形成，其中，基本晶胞实施为拼装式结构并且各自由内腔和围绕该内腔的多个相互连接的晶棱构成，其中，多孔晶格结构设置有包括磷酸钙的骨生长促进涂层，根据本专利技术规定的是，磷酸钙涂层具有至多1重量％、优选小于1重量％的羟基磷灰石含量并形成到达多孔晶格结构的深部中的孔内涂层。
[0008]以下首先说明一些使用的术语：
[0009]“开放晶胞式”多孔晶格结构应理解为，这些孔不是各自本身分开的，而是各个孔相互连接。因此，总体上产生一种开放式晶胞结构，其中，这些孔形成在各个晶胞中。
[0010]“拼装式结构”应理解为，该结构是加成制造的。这里可以考虑用于加成制造的各种方法。例如电子束熔化或选择性激光熔化等3D打印方法特别适用。
[0011]在本文中，“到达多孔晶格结构的深部中”应理解为，孔的内涂层不仅到达位于表面处的孔中，而且还涵盖位于材料内更深处(即远离表面)的孔，尤其是在材料中远离表面有多个(孔)层的孔。
[0012]“纤锌矿结构”应理解为一种以纤锌矿晶体形式为模型形成的结构(类似于金刚石结构应理解为以金刚石晶体形式为模型的结构)。
[0013]本专利技术的核心思想是修改和改进本身已知的磷酸钙涂层，使其实际上不含羟基磷灰石(至多1重量％，优选甚至小于1重量％)。从现有技术已知的磷酸钙涂层通常具有良好的20重量％或更多的羟基磷灰石含量，正如开头提到的特殊形式一样。由于根据本专利技术，实际上在用于涂层的磷酸钙中不再含有羟基磷灰石，因此如本专利技术所认识到的那样，可以获得更高的溶解度。本专利技术在第二步中利用这一优点，以便还为由基本晶胞产生的空腔在其深部内提供涂层，并因此可以更大程度地利用高溶解度。
[0014]因此，本专利技术提出了一种特殊的涂层变型例，并因此打破了迄今为止普遍的思想，即，将涂层相对容易地施加并良好地粘附到植入物的表面上。由于极低的羟基磷灰石含量或没有羟基磷灰石含量，本专利技术放弃了通常用于植入物涂层的磷酸钙材料固有的良好粘附性。乍一看，这可能看起来很荒谬，但本专利技术已经认识到，可以从粘合强度降低的明显缺点中实现决定性的优点。也就是说，这开辟了这样一种可能性，即这种本身粘附性差的磷酸钙可以更深地引入到开放晶胞式结构中，并因此也可以在开放晶胞式结构的深部内利用骨生长促进特性。令人惊讶的是，这会产生明显的积极效果，即骨细胞更快地生长到植入物中，而不会失去良好的长期效果。这在现有技术中是前所未有的。
[0015]优选地，磷酸钙涂层如此生成，使得其具有包括钙磷石和三斜磷钙石的晶相。这种组合式晶相为至少90重量％，优选至少95重量％。根据本专利技术的羟基磷灰石的极小含量允许钙磷石/三斜磷钙石的组合式晶相具有非常高的含量，该含量可以在必要时甚至为99％或更多。在本文中，优选地规定的是，钙磷石含量不小于65重量％。对于三斜磷钙石含量，没有下限。由于钙磷石由吸收骨植入物的生物体更好地降解，因而尤其是由于最少含量的钙磷石而可以确保最佳的溶解度并因此确保骨向内生长的效果。
[0016]符合目的地，磷酸钙涂层的平均厚度如此测量，使得基本晶胞的内腔保持相互连接，优选介于10μm和25μm之间，更优选为15μm+/
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5μm。因此，尽管有涂层，也仍保留开放晶胞式结构，这有利于成骨细胞渗透到晶胞中。由此改善了骨整合行为。
[0017]此外，磷酸钙涂层优选地具有在1.0至1.2、优选1.05至1.15的范围内的钙/磷酸盐比率。在此，较高的磷酸盐含量(与现有技术的约1.6的通常比率相比)确保了更大的溶解度，这反过来促进了骨向内生长行为，尤其是与结构的深部内的涂层一起。此外，磷酸钙涂层优选地具有钙磷石相，该钙磷石相为至少90重量％，优选至少95重量％(并且必要时高达100重量％)。使用该比率，可以实现磷酸钙中的高的钙磷石含量，而羟基磷灰石最少或没有羟基磷灰石，具有上述有益效果。尤其地，可以如此实现，使得磷酸钙涂层被施加到基本晶胞的拼装式结构的所有侧上，尤其是它们的晶棱上。尤其地，可以形成具有磷酸钙涂层的孔的全向(全方位)衬里，即使在具有复杂或底切结构的孔的情况下也是如此。
[0018]此外，符合目的地规定的是，磷酸钙涂层是未退火的。一方面，这简化了制造，另一方面具有的优点是，可以避免如由退火引起的钙磷石含量的不期望的减少。
[0019]有利地，基本晶胞分层布置，其中，多个层叠加布置，优选地实施为开放晶胞式小
梁结构。因此可以提供一种更深到达的开放晶胞式结构，该开放晶胞式结构也能够通过骨整合实现更深的向内生长。在本文中，符合目的地，磷酸钙涂层也被施加到更深层内，优选地被施加到所有层内。在本文中，更深的层应理解为不是直接位于表面上而是更深地位于材料中的层。由此进一步改善了植入物与周围骨之间的连接。由此有利于短期和长期紧固安全性。
[0020]符合目的地，开放晶胞式多孔晶格结构实施为3D打印，优选地借助电子束熔化(Electron Beam Melting
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EBM)或选择性激光熔化(Selective Laser Me本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种骨植入物，其具有主体(2)，所述主体(2)在其外部区域中具有开放晶胞式多孔晶格结构(3)，所述开放晶胞式多孔晶格结构(3)由大量规则布置的基本晶胞(4)形成，其中，所述基本晶胞(4)实施为拼装式结构并且各自由内腔(40)和围绕所述内腔(40)的多个相互连接的晶棱(41，42，43，44)构成，其中，所述多孔晶格结构(3)设置有包括磷酸钙的骨生长促进涂层(5)，其特征在于，所述磷酸钙涂层(5)具有至多1重量％的羟基磷灰石含量并形成到达所述多孔晶格结构(3)的深部内的孔内涂层。2.根据权利要求1所述的骨植入物，其特征在于，所述磷酸钙涂层(5)具有晶相，所述晶相包括钙磷石和三斜磷钙石，并且所述晶相为至少90重量％，优选至少95重量％，其中，所述钙磷石含量不小于65重量％。3.根据权利要求1或2所述的骨植入物，其特征在于，所述磷酸钙涂层(5)具有在1.0至1.2、优选1.05至1.15的范围内的钙/磷酸盐比率。4.根据前述权利要求中任一项所述的骨植入物，其特征在于，所述磷酸钙涂层(5)的平均厚度如此测量，使得所述基本晶胞(4)的所述内腔保持相互连接，优选介于10μm和25μm之间，更优选为15μm+/
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5μm。5.根据前述权利要求中任一项所述的骨植入物，其特征在于，所述磷酸钙涂层(5)是未退火的。6.根据前述权利要求中任一项所述的骨植入物，其特征在于，所述磷酸钙涂层(5)被施加到所述基本晶胞(4)的所述拼装式结构的所有侧上，尤其是它们的晶棱(41，42，43，44)上，优选地形成全向孔内涂层。7.根据前述权利要求中任一项所述的骨植入物，其特征在于，所述基本晶胞(4)分层布置，其中，多个层叠加布置，优选地实施为开放晶胞式小梁结构，和/或所述基本晶胞(4)采用纤锌矿结构来实施。8.根据前述权利要求中任一项所述的骨植入物，其特征在于，所述开放晶胞式多孔晶格结构(3)实施为3D打印，优选地借助电子束熔化(Electron Beam Melting
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EBM)或选择性...

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：沃尔德马连接两合公司，
类型：发明
国别省市：