聚合物组合物和制造医用植入物的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制作用于修复受损的软骨组织的骨科植入物的骨锚定部件的聚合物组合物，该组合物包括生物稳定的热塑性聚氨酯和15

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚合物组合物和制造医用植入物的方法


[0001]所公开的专利技术涉及一种适用于制作骨科植入物的骨锚固部件的聚合物组合物，涉及制作该聚合物组合物的方法和制作包含所述聚合物组合物的骨科植入物的方法。

技术介绍

[0002]骨科植入物是在关于涉及人或动物的肌肉骨骼系统的病症的骨科手术中使用的医用植入物。这种系统提供用于身体的轮廓、稳定性和运动，并且由身体的骨(骨骼)、肌肉、软骨、肌腱、韧带、关节和其他结缔组织(将组织和器官支撑并结合在一起的组织)组成。肌肉骨骼系统的主要功能包括支撑身体、允许运动和保护生命器官。人体的关节和肌肉骨骼组织可能在一段时间内遭受外伤、疾病和退行性过程，这可导致关节的恶化或衰竭，从而导致严重的疼痛或不动性。通常，关节提供无痛关节运动和承受负载的能力取决于提供稳定关节的健康骨、软骨和相关肌肉骨骼组织的存在。结合本公开，骨科手术还涉及维持人体的各个关节中的运动。骨科植入物包括在部件或全关节置换术、膝部和髋部假体、和骨软骨植入物中使用的装置。骨科植入物的示例包括骨锚固件、骨栓和骨螺钉，所述骨锚固件、骨栓和骨螺钉经施加以固定植入物，如人工韧带和肌腱、半月板或盂唇置换装置、脊柱植入物如椎间融合器以及软骨置换装置。
[0003]软骨是在骨骼末端的表面(所述骨骼末端在所述表面处相遇以形成关节)上的光滑结缔组织，所述软骨保护和缓冲骨骼并吸收贯穿身体传递的力。软骨是一种允许关节平滑运动的弹性组织，但所述软骨没有直接血液供应并且在磨损或创伤的情况下具有有限的自我修复能力。导致疼痛和/或不动性的频繁且显著的软骨损伤是对膝部中，即在股骨与胫骨之间形成的关节中的关节软骨的损伤。长期此类初始局部缺陷
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如果保留不治疗的话
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可能会导致关节中软骨的进一步退化和受损，并且可能需要使用人工假体关节进行手术；如部分或全膝置换(UKR/TKR，也称为半/全膝置换术或HKA/TKA)。然而，这种全置换手术可能存在问题，因为大多数人工关节具有有限的耐久性，并且随后需要的翻修工序与较长的操作和住院时间相关联，并且可能诱发并发症，尤其是在老年患者中。为了延迟并且可能甚至避免对如TKR的全关节置换的需要，已经开发了骨科植入物来局部置换受损的软骨；从而在受损部位处形成新的光滑关节表面。此类植入物往往被称为软骨栓。
[0004]此类已知的软骨栓，也被称为骨软骨构造、软骨置换装置、或表面再塑植入物，通常由金属(例如钛)制成。然而，金属植入物的使用导致了高翻修手术率，所述高翻修手术率可能与金属与软骨(下)骨和软骨组织之间的机械特性(如刚性和变形性)的巨大差异有关。在许多出版物中已经描述或提出了由天然和/或合成材料制成的替代装置。软骨栓往往具有圆柱形或蘑菇状形状，并且可包括至少两个部分；软骨置换部件和骨锚固部件。软骨置换部件通常可以由模仿天然软骨的一些特性的柔韧、有弹性且耐磨的生物相容性材料制成，而骨锚固部件可以由包括金属在内的更刚性且更坚硬的材料制成。
[0005]一种方法是从天然材料制造栓，所述方法包括从患者收获骨骼和软骨(自体移植物或自身移植物)，以及使用来自同一物种的遗传上不相似供体的组织(同种异体移植物
(allograft)或同种移植物(homograft))。例如，在US5782835中，描述了实施这种同种异体移植方法的设备和方法。然而，使用这种移植物会带来感染或传播疾病的风险。
[0006]或者，骨科植入物如软骨栓可以由合成材料，如可以为可生物降解或生物稳定的生物相容性聚合物制成。合成聚合物的使用与金属植入物相比将呈现出优势，因为聚合物提供了大量的特性，可造成更少的对接触组织的损伤，并且没有磁性；因此与医学成像技术如MRI更相容。
[0007]US2008/0249632A1描述了一种软骨栓，所述软骨栓具有包括4个或更多个层的阶梯状肩几何形状，旨在更好地分布施加至植入的栓和周围组织的负载并减少非期望的运动。所述栓的不同层可以由相同或不同的材料制成，所述材料可以选自多种天然和合成材料并且可以是多孔的或无孔的。
[0008]US2011/0218647A1公开了一种包含水凝胶的软骨栓，所述水凝胶包含亲水性聚合物、纤维填料和40
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80质量％的水。所述聚合物优选地是交联的聚乙烯醇。所述植入物将具有0.75
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50MPa，优选地23
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30MPa的杨氏模量，这使得能够进行初始压缩以允许将所述植入物放置在开口中并随后膨胀以供适当地装配。
[0009]US6626945B2描述了一种由层压结构形成以匹配修复部位的生理要求的软骨栓。所述栓可以是圆柱形的并且由熔合或结合在一起的三种不同材料形成。在一个实施方式中，在植入时最靠近软骨下骨的第一层由肖氏硬度为75ShD的生物稳定的热塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethane，TPU)制成。所述植入物的中间层由硬度为55ShD的TPU制成，而最靠近所植入的栓周围的软骨的表面的第三层由更柔韧的材料(如硬度为80ShA的TPU)或热塑性水凝胶制成。此最后层被指示为显示出与透明软骨的特性类似的特性，所述透明软骨是在铰接关节的外表面处的软骨类型；并且75ShD的材料将具有与软骨下骨类似的弹性模量。
[0010]WO2011/098473A1描述了骨科植入物，如半月板或椎间盘植入物，所述骨科植入物具有两个或更多个不同的区段，每个区段包含不同但化学上相关的聚合材料；使得所述区段通过所述材料之间的相互作用在接触表面处彼此附接。优选地，材料选自嵌段共聚物，如热塑性聚氨酯(TPU)。植入物可以通过多组分成型技术制成。WO2015/0135907A1中还描述了一种半月板假体装置，所述半月板假体装置包括由拉伸模量分别为至多100MPa和至少101MPa的两种不可吸收聚合物材料制成的不同部件。在实验中使用肖氏硬度为80ShA和75ShD的TPU材料。表明所述材料可以是聚合物组合物，所述聚合物组合物包含TPU和至多25质量％的不透射线填料粒子如硫酸钡。
[0011]在WO2007/007062A2中描述了一种软骨修复植入物，其中弹性层与锚固层结合，该锚固部件由骨水泥组合物制成，所述骨水泥组合物包含含有钙离子的基于丙烯酸酯的聚合物以促进骨向内生长。
[0012]US2004/0188011A1公开了一种制造假体轴承元件的方法，所述假体轴承元件包括刚性背衬，所述刚性背衬由碳纤维增强聚合物制成，并且所述背衬支撑柔软的弹性体聚氨酯轴承衬里，在所述方法中，背衬与轴承衬里的改善结合是通过激光焊接实现的；即通过使激光传递穿过透明的轴承衬里，以在所述衬里与不透激光的背衬的界面处引起热熔合。
[0013]在US2009/043398A1中，描述了一种制造铰接表面植入物例如置换栓的方法，其中通过例如通过旋转浇注，使粘性材料经受离心力，来在植入物中产生密度、孔隙率和/或浓
度的梯度。粘性材料可以是包含聚合物基质和分散在其中的粒子或纤维的复合材料；所述方法产生了具有粒子或纤维的浓度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种包含生物相容性、生物稳定的热塑性聚氨酯(TPU)和15
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70质量％的含有过渡金属化合物的生物相容性无机粒子的聚合物组合物，其中所述无机粒子的粒径(D
50
)在0.1
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5μm的范围内。2.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述TPU的肖氏硬度为40
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90ShD，优选地60
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85ShD。3.根据权利要求1或2所述的聚合物组合物，其中所述TPU在软嵌段包含脂肪族聚醚、脂肪族聚酯、脂肪族聚碳酸酯或它们的组合作为软嵌段，优选地，所述TPU包含脂肪族聚碳酸酯，例如聚(六亚甲基碳酸酯)。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的聚合物组合物，其中所述TPU是两种至少在硬度上不同的生物相容性、生物稳定的TPU等级的共混物，优选是硬度为50
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80ShA的TPU和硬度为70
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85ShD的TPU的共混物。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的聚合物组合物，其中所述TPU进一步包含0.01
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5质量％(基于所述聚氨酯的量)的一种或多种生物相容性添加剂。6.根据权利要求1
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5中任一项所述的聚合物组合物，其中所述无机粒子包括过渡金属氧化物，优选Ti、Zn、Y、Zr、La、Yb、Hf和Ta中至少一种的氧化物。7.根据权利要求1
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6中任一项所述的聚合物组合物，其中所述无机粒子包括氧化锆，优选地所述粒子由氧化锆组成。8.根据权利要求1
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8中任一项所述的聚合物组合物，其中所述组合物包含至少20质量％、25质量％、30质量％或35质量％且至多66质量％、62质量％、58质量％、54质量％或50质量％的无机粒子。9.根据权利要求1
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8中任一项所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物包含a)30
‑
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【专利技术属性】
技术研发人员：亨德利克，
申请(专利权)人：马斯特里赫特大学帝斯曼知识产权资产管理有限公司，
类型：发明
国别省市：