一种具有以生物可降解的镁基合金填充于多孔结构的复合植入物及制造复合植入物的方法技术

本发明专利技术公开一种复合植入物，其包含其孔洞填充有生物可降解的镁基合金的多孔结构的复合植入物。再者，本发明专利技术提供一以通过金属、陶瓷或聚合物与所制得的多孔结构且其孔洞填充有生物可降解的镁基合金的复合植入物。本发明专利技术的复合植入物的机械性质被改善，因为填充于其孔洞的镁基合金增加了以金属、陶瓷或聚合物所组成的多孔结构的强度。此外，其可预期填充于多孔结构的镁基合金在活体中可分解，因此增加骨生成率。相对于传统多孔材料而言，因为本发明专利技术的复合植入物具有高强度且在复合植入物和骨组织间具有极好的界面力，因此骨组织可快速地形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是相关于一种具有以生物可降解的合金填充于多孔结构的复合植入物 及制造复合植入物的方法。更特别的是，本专利技术是相关于一种具有以生物可降解的镁 (magnesium)或镁基合金(magnesium-based alloy)填充于多孑L结构(porous structure)的复 合植入物，因此具有一可控降解率(controllable biodegradation rate)，其具有高强度且在 镁或镁基合金与骨组织间具有极好的界面力Gnterfacial force)，且也相关于一种制造所述 复合植入物的方法。
技术介绍
用于医学治疗植入物的典型材料包含金属、陶瓷、高分子等。在其之中， 金属植入物具有优秀的机械性能(mechanical properties)和可加工性(workability)， 但仍有例如应力遮挡(stress shielding)、影像劣化(imagedegradation)、植入物移 位(implant migration)等的缺点。再者，陶瓷植入物虽有相对较良好的生物兼容性 (biocompatibility)，但容易因外力冲击而受破坏，且制造困难。而相对于其它植入物而 言，高分子植入物具有相对较低强度的缺点。对比之下，近来，已发展出多孔植入物，当多孔植入物置入人体内时，其可加 速骨组织的形成，且可通过降低杨氏模量(Young’ S modulus)而避免应力遮挡现象。然 而，因为这些多孔植入物的机械强度较低，所以容易受到外力冲击而损伤。此外，研究与开发出的生物可降解植入物已经执行，当以外科手术将生物可降 解的植入物引入人体且得到预期结果后，生物可降解的植入物可不需再从所述人体移 出。基于聚合物，例如聚乳酸(polylactic acid，PLA)、聚乙醇酸(polyglycolic acid)及其 共聚物(copolymers，PLGA)等，生物可降解的植入物的医药用途于1960年中间阶段已 开始被研究。然而，此类生物可降解聚合物的机械强度较低，当他们分解时会形成酸， 且其具有生物可降解率(biodegradablerate)难以控制等的问题，因此，此类生物可降解聚 合物的应用则被限制。特别地，因生物可降解聚合物的机械强度较低，因此其难以应用 于承受重负载的骨科植入物或牙植入物。因此，为了克服所述生物可降解高分子的缺点，许多生物可降解材料已被研 发。生物可降解材料的典型例子可包含陶瓷，例如磷酸三钙(tri-calcium phosphate， TCP)等、和生物可降解聚合物与生物可降解羟基磷灰石(hydroxyapatite，HA)的复合材 料。然而，这些材料的机械性能无法显著地与那些生物可降解高分子作区隔。特别地， 当陶瓷材料作为生物材料时，其具有致命的缺点，因为其抗冲击性(impact resistance)较 差。再者，因其生物可降解率难以控制，所以证明此些材料是否具有实际地效力是有一 些的疑虑。
技术实现思路
技术问题根据以上，本专利技术已经解决上述传统的问题，且本专利技术的目的是提供一种复合 植入物，其可弥补传统多孔植入物的缺点，列如低机械强度和抗冲击性差。本专利技术的另一目的就是提供一种复合植入物，其可增加骨生成及可取代骨组织， 且当其引入人体内且在一预定时间流逝后，充填入其孔洞的生物可降解材料可被去除。本专利技术的再一目的就是提供一复合植入物，其可通过在镁基合金中调整杂质 (impurities)的数量，进而改善其抗腐蚀性(corrosion resistance)及机械性能。技术解决方案为了完成上述目的，本专利技术提供一种具有多孔结构的复合植入物，多孔结构的 孔洞填充有生物可降解的镁基合金。此外，本专利技术提供一种制造复合植入物的方法，包含下列步骤a)准备一多孔 结构；以及b)以一生物可降解的镁基合金填充于所述多孔结构的孔洞中，以形成一复合 材料。有利功效(advantageous effect)根据本专利技术的生物可降解的复合植入物，通过血管通过孔洞的形成，骨生成速 率可增加。具体来说，当本专利技术的生物可降解的复合植入物引入人体内时，随时间流 逝，充满于内孔洞的镁基合金会分解，且多孔结构的孔洞变成空洞，通过多孔结构的空 孔使得血管形成，藉此加速骨生成。此外，根据本专利技术的生物可降解的复合植入物，因降低杨氏模量所以应力遮挡 现象可被避免。具体而言，孔洞的内部充满低杨氏模量的镁，使得本专利技术复合植入物的 杨氏模量变低，藉此避免应力遮挡现象。此外，根据本专利技术的生物可降解的复合植入物，传统多孔植入物的致命缺点 低强度和低抗冲击性可被避免。另外，可进一步改善骨生成速率，因当其引入一人体内 后，填充于其孔洞的生物可降解镁基合金可慢慢地溶解，因此促进骨生成反应，即羟基 磷灰石生成反应。此外，根据本专利技术的生物可降解的复合植入物，多孔结构的孔隙率(porosity)和 浸渍镁基合金的成分可被改变，因而控制生物可降解的复合植入物的强度、分解率和浸 渍金属合金的骨生成率。由于上述的缺点，本专利技术的生物可降解的复合植入物是适用于一骨骼、用于骨 骼的替代物或疗法等，且也可作为骨科植入物(orthopedic implant)、牙植入物(dental implant)、用于整形外科的植入物或用于血管的植入物。附图说明图1为氧化铝多孔结构的外观图；图2为其孔洞填充镁(Mg)的氧化铝植入物的外观图；图3为其孔洞填充有镁(Mg)的氧化铝植入物的剖面图；图4为以钛(Ti)粉末烧结所形成的钛多孔结构的外观图；图5为其孔洞填充有镁(Mg)的钛多孔植入物材料的剖面图6为用于检测多孔结构的表面强度及多孔植入物的孔洞填充有镁(Mg)的一测 试场景，且用于此试验的尖端形状；图7为根据施加负载于氧化铝多孔结构上的表面穿透深度(penetration depth)改 变的曲线图；以及图8为根据施加负载于其孔洞填充有镁(Mg)的氧化铝植入物上的表面穿透深度 改变的曲线图。具体实施例方式以下文中，本专利技术的较佳实施例会详细地叙述如下。I.复合棺入物本专利技术的复合植入物包含一多孔结构且其孔洞填充有镁基合金。镁基合金可包 含纯镁(pure magnesium)及其合金，也可以下式化学式1所示<化学式1>MgaCabXc其中a、b及c是各自成份的摩尔比率，且其各自在0.5《a《l，0《b《1.4及0众《0.1 的范围内；以及X 包含选自错(zirconium, Zr)、钼(molybdenum, Mo)、铌(niobium, Nb)、 钽(tantalum, Ta)、钛(titanium, Ti)、 f思(strontium, Sr)、铬(chromium, Cr)、猛 (manganese, Mn)、锌(zinc, Zn)、娃(silicon, Si)、磷(phosphorus, P)、镍(nickel, Ni)、铁(iron，Fe)及硒(selenium，Se)所组成的群组中的一个或多个。即使当X包含两或更多选自如镁基合金的群组中时，其总摩尔比率则满足 0众动.4。当Ca和X的含量增加时，镁基合金的强度则会增加，且生物可降解率也同时 地增加。此外，在生物可降解植入物中，Ca和X的含量所决定于上述范围内是考虑到所 填充的金属的所需本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合植入物，其特征在于：包含：以生物可降解的镁基合金填充于一多孔结构的孔洞中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 2008-3-18 10-2008-00248011.一种复合植入物，其特征在于包含以生物可降解的镁基合金填充于一多孔结 构的孔洞中。2.根据权利要求1所述的复合植入物，其特征在于所述生物可降解的镁基合金是 由下式化学式1所表示<化学式1>MgaCabXc其中，a、b及c是各自成份的摩尔比率，且其各自在0.5《a《l，0让《1.4及0众《0.1的 范围内；以及X包含选自锆、钼、铌、钽、钛、锶、铬、锰、锌、硅、磷、镍、铁及硒所组成的 群组中的一个或多个。3.根据权利要求1所述的复合植入物，其特征在于所述多孔结构是选自由钛、钛 合金、钴铬合金及不绣钢所组成的群组中的金属所组成。4.根据权利要求1所述的复合植入物，其特征在于所述多孔结构是选自由磷酸 钙、氧化铝、氧化锆及氧化镁所组成的群组中的陶瓷所组成。5.根据权利要求1所述的复合植入物，其特征在于所述多孔结构是选自由聚乙 烯、聚乳酸、聚乙醇酸及其共聚物所组成的群组中的聚合物所组成。6.根据权利要求1所述的复合植入物，其特征在于所述多孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：石铉光，梁硕祚，金有灿，具滋教，
申请(专利权)人：友和安股份公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]