本发明专利技术涉及多孔生物玻璃及其制备方法。更具体的说，本发明专利技术涉及一种固体多孔晶体合成物或部分晶体合成物，该合成物至少包括ＳｉＯ↓［２］，ＣａＯ，Ｎａ↓［２］Ｏ和Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］，还具有微孔和大孔。本发明专利技术的特征在于：这种合成物的孔隙率为５０％到８０％，优选地为６０％到７５％，且是通过利用几何法检测到的；大孔的平均直径为１００到１２５０微米，优选地为１５０到３００微米；微孔的平均直径小于或等于５微米；并且抗压强度为７ＭＰａ到７０ＭＰａ。本发明专利技术还涉及制备一种这样的合成物的方法，并利用生理性液体处理的这种合成物，该生理性液体具有与人类血浆的离子成分相近的离子成分。本发明专利技术还涉及由一种这样的合成物制成的植入物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种特别具有机械抵抗力并可用作骨骼替代物的多孔晶体或部分晶体合成物，或生物活性玻璃。在合成骨骼替代物的领域中，有多种基于羟磷灰石和磷酸三钙的植入物是公知的并已使用多年。羟磷灰石是一种磷酸钙陶瓷，它具有与天然骨骼的无机物部分相接近的组分。这种物质能够实现从植入物的表面开始的短期愈合。然而，羟磷灰石是不可再吸收的并且会长期存在于患者体内。为了制约这种缺点，可将磷酸三钙添加到其中。磷酸三钙是一种可再吸收的磷酸钙，它使骨骼能够取代它以便从长期而言使骨骼再生于植入物中。结合了羟磷灰石和磷酸三钙的植入物因而被看作是并不总是可用的自体移植物的主要替代物。然而，与骨骼的自体移植相反，这些基于羟磷灰石和磷酸三钙的植入物并不是骨诱导物(ostéoinducteur)，也就是说，它们不会促进骨骼细胞在植入物内部的生长。现有植入物的另一个缺点在于，它们难于以大块的形式加以操作和应用。因此，大块的羟磷灰石/磷酸三钙陶瓷对于外科医生来说，由于它太硬且易碎，所以难以在手术中切割成所需要的形状。为了弥补这种缺点，基于羟磷灰石的骨骼替代物有时以颗粒的形式来供应。外科医生利用这些颗粒填充待填充的空腔。但是，这种技术是非常精细的，并且还需要维持罩以防止颗粒散布到待处理的区域以外。而且，这些颗粒还会破碎(effriter)或因它们的碎屑而导致损伤。因此，人们期望开发出一些基于多孔羟磷灰石的骨骼替代物，以便更易于对它们进行处理和切割。但是，这些骨骼替代物的主要缺点在于它们的脆性。实际上，由于骨胶原的存在，天然骨骼是有韧性而坚固的。相反，基于羟磷灰石和磷酸三钙的多孔植入物易于断裂和破碎。因而，对于外科医生来说，在不产生大量碎屑的情况下，难于将大块的基于羟磷灰石和磷酸三钙的多孔骨骼替代物切成适当的形状。在2000年生物医学材料研究期刊第52卷第4期的783-796页中，由E.A.B.、艾法赫·考夫曼(Effah Kaufmann)、P.达茨尼(P.Ducheyne)、I.M.萨皮洛(I.M.Shapiro)发表的题为《多孔并具有改进表面的生物活性玻璃45S5的可变物理特性对于成骨细胞繁殖和成熟所产生的效应》的文章描述一种在植入后促进骨骼细胞生长的多孔生物活性玻璃。但是，这种多孔生物活性玻璃是极为易碎的。它不具有良好的机械强度，并且在当试图将其切割成用于植入的特定形状时易于破碎。同样，在2001年生物医学材料研究期刊第54卷第第3期的320-327页中，由龚伟良(Weiliang Gong)、阿布德萨拉姆·阿布德劳艾斯(Abdesselam Abdelouas)、沃纳·卢特茨(Wemer Lutze)发表的题为《通过加压反应烧结制成的多孔生物活性玻璃和玻璃陶瓷》的文章描述了通过等压烧结制备的玻璃和玻璃陶瓷。然而，这些合成物具有较低程度的孔隙率，这导致难于对它们进行处理和切割。此外，它们并不会促进骨骼细胞的生长。因此，需要有这样一种多孔的大块生物活性玻璃，它能够在通过替代天生骨骼而被植入人体后促进骨骼细胞在体内的生长，并具有能够使这种生物活性玻璃被切割成预期的形状而不会丧失其完整性的机械特性。本专利技术的目的在于通过提供一种基于SiO2，CaO，Na2O和P2O5体系的多孔晶体或半晶体合成物来解决上述问题，这种合成物具有分别呈特定尺寸的微孔和大孔，并具有特定程度的孔隙率，而且具有7MPa到70MPa的抗压强度。本专利技术的第一主题涉及一种大块多孔的晶体或部分晶体合成物，该合成物至少包括SiO2，CaO，Na2O和P2O5，并该合成物具有大孔和微孔，其特征在于-利用几何法测量到的50％到80％的孔隙率；-大孔的平均直径范围为100到1250微米，优选地为150到300微米；-微孔的平均直径小于或等于5微米；并且-抗压强度为7MPa到70MPa。本专利技术的另一主题涉及一种植入物，其特征在于，它由例如上述合成物的合成物制成。本专利技术的又一主题涉及一种用于制备大块多孔的、晶体合成物或部分晶体合成物的方法，该合成物至少包括SiO2，CaO，Na2O和P2O5，并具有大孔和微孔，利用几何法测，该合成物的孔隙率为50％到80％，这些大孔的平均直径为100到1250微米，优选地为150微米到300微米，这些微孔的平均直径小于或等于5微米，其特征在于，该方法包括如下步骤a)使用基于SiO2，CaO，Na2O和P2O5的玻璃；b)将步骤a)中的玻璃磨碎并过筛以制得粉末；c)将步骤b)中制得的粉末悬浮在溶剂中，并利用分散剂加以分散，以制得浆液；d)将增稠剂添加到步骤c)中制得的浆液中；e)将在步骤d)中制得的混合物注入模具中，而后将其干燥以得到“块状物”；f)将在步骤e)中制得的“块状物”在约600℃下加热，以制得“生坯”；以及g)将在步骤f)中制得的生坯在600℃到1100℃，优选地900℃到1100℃的温度范围下进行处理，以制得合成物的部分或全部结晶物。本专利技术的再一个主题在于一种可根据上述方法制得的合成物。根据本专利技术所述的合成物具有这样的机械强度，无论孔隙率多高，该强度都能够允许将大块切割成特定形状而不会使其破碎或丧失其完整性。因而，根据本专利技术的合成物易于处理。外科医生可以简单且容易地对其进行切割，并可能对其进行再次切割，以便在将其植入之前切成预期的形状。根据本专利技术的合成物能够被切割成具有任何预期形状的植入物，以便用于例如填充骨骼缺陷。因为由此制得的植入物是一个整块部分，所以它特别坚固且稳定。而且它不会产生不合乎需要的碎片。根据本专利技术所述的合成物具有均匀的孔隙率。这可特别从这些合成物在抗压强度检测中表现出的良好色散特性(faible dispersion)中显示出来。微孔的存在促进了细胞的粘连。大孔的存在促进了细胞的渗透，特别是大尺寸细胞的渗透。此外，由根据本专利技术所述合成物制成的植入物是可再吸收的。因此，它们与作为植入物特别是作为骨骼替代物的活体内应用是相容的。此外，它们促进了骨骼细胞的产生。因此从长远观点来看，植入物可被天然骨骼所替代。最后，由于它们的多孔性，由本专利技术所述的合成物制成的植入物特别轻，这对于患者以及外科医生而言都是舒适的。在本专利技术的上下文中，术语“生物活性玻璃”应被理解为是一种能够与人体相容的并具有生物活性(即，它能够在所述玻璃和人体组织之间的交界处产生生物效应，并因此在所述玻璃和所述人体组织之间产生粘合)的部分或完全再结晶的玻璃。在本专利技术的上下文中，术语“大块”合成物应被理解为是一种可从其切割出植入物的三维固体合成物，而非粉状合成物。本专利技术现将在下文中进一步详细说明。附图说明图1、2和3是采用FEI XL30环境扫描电子显微镜分别以×101，×500和×3000的放大倍率拍摄而成的根据本专利技术所述方法制得的合成物的照片，其中所述方法在步骤g)中的处理是在1100℃下进行的。图4、5和6是采用FEI XL30环境扫描电子显微镜分别以×101，×500和×3000的放大倍率拍摄而成的根据本专利技术所述方法制得的合成物的照片，其中所述方法在步骤g)中的处理是在900℃下进行的。图7和8是采用FEI XL30环境扫描电子显微镜分别以×103和×5054的放大倍率拍摄而成的根据本专利技术所述方法制取、而后在生理性液体的溶液中处理24小时后得到的合成本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种大块多孔的、晶体或部分晶体合成物，所述合成物至少包括ＳｉＯ↓［２］，ＣａＯ，Ｎａ↓［２］Ｏ和Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］，并且所述合成物具有微孔和大孔，其特征在于： －利用几何法测量到的５０％到８０％，优选地为６０％到７５％的孔隙率； －大孔的平均直径为１００到１２５０微米，优选地为１５０到３００微米； －微孔的平均直径小于或等于５微米；并且 －抗压强度为７ＭＰａ到７０ＭＰａ。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR 2004-7-27 04082881.一种大块多孔的、晶体或部分晶体合成物，所述合成物至少包括SiO2，CaO，Na2O和P2O5，并且所述合成物具有微孔和大孔，其特征在于-利用几何法测量到的50％到80％，优选地为60％到75％的孔隙率；-大孔的平均直径为100到1250微米，优选地为150到300微米；-微孔的平均直径小于或等于5微米；并且-抗压强度为7MPa到70MPa。2.如前述权利要求所述的合成物，其特征在于，它还包括从K2O，MgO，Al2O3，CaF2，B2O3及其混合物中选出的成分。3.如权利要求1所述的合成物，其特征在于，SiO2以相对于所述合成物总重的重量百分比为40％到55％的含量存在于所述合成物中，CaO以相对于所述合成物总重的重量百分比为15％到25％的含量存在于所述合成物中，Na2O以相对于所述合成物总重的重量百分比为15％到25％的含量存在于所述合成物中，P2O5以相对于所述合成物总重的重量百分比为1％到9％的含量存在于所述合成物中。4.如前一项权利要求所述的合成物，其特征在于，所述合成物由相对于所述合成物总重的重量百分比为45％的SiO2，相对于所述合成物总重的重量百分比为24.5％的CaO，相对于所述合成物总重的重量百分比为24.5％的Na2O，以及相对于所述合成物总重的重量百分比为6％的P2O5构成。5.如前述权利要求中的任意一项所述的合成物，其特征在于，它具有25MPa到70MPa的抗压强度。6.如权利要求1至4中的任意一项所述的合成物，其特征在于，对于具有根据几何法测量到的约75％的孔隙率而言，所述合成物具有约7MPa的抗压强度。7.如权利要求1至4中的任意一项所述的合成物，其特征在于，对于具有根据几何法测量到的约50％的孔隙率而言，所述合成物具有约70MPa的抗压强度。8.一种用于制备大块多孔的、晶体或部分晶体合成物的方法，所述合成物至少包括SiO2，CaO，Na2O和P2O5，并具有大孔和微孔，利用几何法测量，所述合成物的孔隙率为50％到80％，所述大孔的平均直径为100到1250微米，优选地为150微米到300微米，所述微孔的平均直径小于或等于5微米，其特征在于，所述方法包括如下步骤a)使用基于SiO2，CaO，Na2O和P2O5的玻璃；b)将步骤a)中的玻璃碾碎并过筛以制得粉末；c)将步骤b)中制得的粉末悬浮在溶剂中，并利用分散剂加以分散，以制得浆液；d)将增稠剂添加入步骤c)中制得的浆液中；e)将在步骤d)中制得的混...
【专利技术属性】
技术研发人员：里奇德泽纳提，吉贝尔范涛兹，热罗姆谢瓦利埃，穆德阿里奥，
申请(专利权)人：国立应用科学学院，
类型：发明
国别省市：FR[法国]
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