具有改善的生物相容性的医用假体器件和移植物制造技术

一种医用假体器件或医用移植物，含有一种金属材料（Ａ），选自钛或其合金、锆或其合金、钽或其合金、铪或其合金、铌或其合金和一种铬－钒合金，其中金属材料（Ａ）的表面部分涂有一层分别相应的氢化物材料（Ｂ），选自氢化钛、氢化锆、氢化钽、氢化铪、氢化铌和氢化铬和／或氢化钒，所述器件或移植物的特征在于氢化物材料（Ｂ）层包含一种或多种与其相结合的生物分子物质（Ｃ）。该器件或移植物表现出改进的生物相容性。金属材料（Ａ）优选钛。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有改善的生物相容性的医用假体器件和移植物。
技术介绍
已经提出通过用氢化钛层涂布例如钛假体的金属表面来改善其生物相容性，例如采用等离子体轰击或采用电解。还已经提出通过将各种活性生物分子键合或结合到假体表面上，例如钛假体的金属表面上来改善假体和移植物的生物相容性。由这种方式制备的移植物的目的是它们具有改进的固定；表现出增加的组织粘附性和增加的组织相容性；具有用于提高细胞生长、分化和成熟的生物活性表面；表现出免疫反应性降低；表现出抗菌活性；表现出生物矿化能力提高；导致改进的创伤和/或骨愈合；使得骨密度增加；降低了“时间/负载”并使得炎症减少。通常建议采用例如含有两个反应官能团的化学反应物来进行这种键合，如甲醛或戊二醛，但是这些试剂的反应活性通常导致生物分子在生物学上失活和/或增强了不希望的免疫反应性。专利技术概述现在已经令人惊讶地发现，在采用电解进行无机处理以在金属上形成这些氢化物层期间，可以将多种生物分子互锁、键合、捕获和/或结合到氢化物层上。在此发现之前，一般认为在金属上键合并稳定化未修饰的生物活性生物分子是非常困难的，特别是在脊椎动物体内用作移植物的金属上的生物活性表面。因此，本专利技术涉及一种医用假体器件或移植物，含有一种金属材料(A)，选自钛或其合金、锆或其合金、钽或其合金、铪或其合金、铌或其合金和一种铬-钒合金，其中金属材料(A)的表面部分涂有一层分别相应的氢化物材料(B)，选自氢化钛、氢化锆、氢化钽、氢化铪、氢化铌和氢化铬和/或氢化钒，其特征在于氢化物材料(B)层包含一种或多种与其相结合的生物分子物质(C)。本专利技术还涉及一种制备上述医用假体器件和移植物的方法，所述方法包括将上述金属材料(A)的表面部分进行电解处理以形成氢化物材料(B)层，所述电解处理在一种或多种生物分子物质(C)的存在下进行。专利技术详述在本文中，术语“医用假体器件和移植物”的范围包括任何将要移植到脊椎动物体内的器件，特别是哺乳动物如人。这些器件的非限制性实例是下列替换解剖或修复身体功能的医用器件如股髋关节；股骨头；髋臼；肘，包括茎、楔、关节嵌入物；膝，包括股骨和胫骨组件、茎、楔、关节嵌入物或髌骨组件；肩，包括茎和头；腕；踝；手；手指；足趾；椎骨；椎间盘；人造关节；牙齿移植物；ossiculoplastic移植物；中耳移植物，包括砧骨、锤骨、镫骨、砧骨-镫骨、锤骨-砧骨、锤骨-砧骨-镫骨；耳蜗移植物；整形外科固定器件如钉、螺丝、排钉和板；心脏瓣膜；起搏器；导管；脉管；腔隙充填移植物；保持助听的移植物；用于外部固定的移植物；还有子宫内器件(IUD)；以及生物电子装置如耳蜗内或颅内的电子装置。在本文中，术语“生物分子”的含义涵盖并包括该措辞最广泛意义上的许多种生物学上是活性的分子，它们可以是天然生物分子(即衍生于天然来源的天然存在的分子)、合成生物分子(即合成制备的天然存在分子以及合成制备的非天然存在分子或分子形式)或者重组生物分子(即采用重组技术制备的生物分子)。根据本专利技术，适用于结合到金属氢化物层(以一种稳定的和/或生理可逆的方式)的生物分子主要种类的非限制性清单如下。提取的生物分子生物粘合剂这些是介导细胞、组织、器官或生物体粘附到非生物表面如玻璃、石头等上的生物分子。该组生物分子包括海洋贝类粘合蛋白、纤维蛋白样蛋白、蛛网蛋白、衍生于植物的粘合剂(树脂)、从海洋动物中提取的粘合剂、和衍生于昆虫的粘合剂(如节肢弹性蛋白)。粘合剂的一些具体实例有纤维蛋白；丝素蛋白；贝壳类足蛋白(贻贝类粘合蛋白)；其他贝类的粘合蛋白；具有甘氨酸富集链段的蛋白质和多肽；具有聚丙氨酸链段的蛋白质和多肽；以及蚕丝。细胞粘附因子细胞粘附因子是介导细胞粘附并铺展到生物表面或其他细胞和组织上的生物分子。该组分子通常含有在脊椎动物发育、新生、再生或修复期间参与细胞-基质和细胞-细胞相互作用的分子。此类生物分子通常是在细胞外表面的分子，如白细胞上的CD类受体、免疫球蛋白和血凝细胞蛋白，以及粘合在这些细胞分子上的胞外基质分子/配体。可以用作涂有金属氢化物的移植物上的生物活性涂层的细胞粘附因子的典型实例有锚蛋白；钙粘着蛋白(钙依赖型粘附分子)；连结蛋白；硫酸皮肤素；巢蛋白；纤维蛋白；纤连蛋白；糖脂；血型糖蛋白；糖蛋白；类肝素硫酸盐；肝素硫酸盐；透明质酸；免疫球蛋白；角质素硫酸盐；整合蛋白；层粘连蛋白；N-CAMs(钙非依赖型粘附分子)；蛋白聚糖；血影蛋白；粘着斑蛋白；玻连蛋白。生物大分子生物大分子是任何在适当情况下能够组装成为聚合的大分子结构的生物制备分子。这些分子构成胞外基质的重要部分，其中它们参与提供组织弹性、强度、韧性、完整性等。一些可以用作涂有金属氢化物的移植物上的生物活性涂层的重要的生物大分子有海藻酸盐；珐琅蛋白；纤维素；壳聚糖；胶原；明胶；低聚糖；胶质。血蛋白此类蛋白质通常含有任何常存在于全血中的溶解或聚集蛋白。这些蛋白质可以参与广泛的生物过程，如炎症反应、细胞归位、凝血、细胞信号传导、防御、免疫反应、新陈代谢等。可以用作涂有金属氢化物的移植物上的生物活性涂层的典型例子有白蛋白、精蛋白、细胞因子、IX因子、V因子、VII因子、VIII因子、X因子、XI因子、XII因子、XIII因子、血色素(含或不含铁)、免疫球蛋白(抗体)、纤维蛋白、衍生于血小板的生长因子(PDGF)、血纤维蛋白溶酶原、血栓收缩蛋白、转铁蛋白。酶酶是对一种或多种生物底物具有特定催化作用的任何蛋白质或多肽，底物实质上可以是从简单的糖到复杂的大分子如DNA的任何物质。酶可以通过基质分子的降解以用于触发组织中的生物反应，或者它们可以用来在移植物涂层中激活或释放其他生物活性化合物。可以用作涂有金属氢化物的移植物上的生物活性涂层的一些重要例子有抗体酶(具有酶活性的抗体)、腺苷酸环化酶、碱性磷酸酶、羧化酶、胶原酶、环加氧酶、水解酶、异构酶、连接酶、裂解酶、金属基质蛋白酶(MMP)、核酸酶、氧化还原酶、肽酶、多肽水解酶、肽基转移酶、磷脂酶、蛋白酶、蔗糖酶-异麦芽糖酶、TIMP、转移酶。胞外基质蛋白和生物分子特异化细胞如成纤维细胞和成骨细胞产生胞外基质。该基质参与若干重要的过程。对于创伤愈合、组织动态平衡、分化和修复、组织强度、和组织完整性而言，基质都是至关重要的。基质还决定胞外环境如pH、离子强度、渗透压浓度等。此外胞外基质分子对于诱导和控制生物矿物质形成(骨，软骨，牙齿)也是至关重要的。可以用作涂有金属氢化物的移植物上的生物活性涂层的重要胞外蛋白质和生物分子包括成釉细胞因子、amelin、珐琅蛋白、胶原(I-XII)、牙质-唾液酸-蛋白(DSP)、牙质-唾液酸-磷酸-蛋白(DSPP)、弹性蛋白、enamelin、纤维蛋白、纤连蛋白、角蛋白(1-20)、层粘连蛋白、tuftelin、碳水化合物、硫酸软骨素、类肝素硫酸盐、肝素硫酸盐、透明质酸、脂质和脂肪酸、脂多糖。生长因子和激素生长因子和激素是结合到细胞表面结构上(受体)并在靶细胞内产生信号以开始特异性生物过程的分子。这些过程的例子是生长、细胞程序化死亡、其他分子的释放(例如胞外基质分子或糖)、细胞分化和成熟、代谢速率的调节等。可以用作涂有金属氢化物的移植物上的生物活性涂层的这些生物分子的典型例子有活化素(Act)、双调蛋白(AR本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种医用假体器件或医用移植物，含有一种金属材料（Ａ），选自钛或其合金、锆或其合金、钽或其合金、铪或其合金、铌或其合金和一种铬－钒合金，其中金属材料（Ａ）的表面部分涂有一层分别相应的氢化物材料（Ｂ），选自氢化钛、氢化锆、氢化钽、氢化铪、氢化铌和氢化铬和／或氢化钒，其特征在于氢化物材料（Ｂ）层包含一种或多种与其相结合的生物分子物质（Ｃ）。

【技术特征摘要】
DK 2000-12-6 PA2000018291.一种医用假体器件或医用移植物，含有一种金属材料(A)，选自钛或其合金、锆或其合金、钽或其合金、铪或其合金、铌或其合金和一种铬-钒合金，其中金属材料(A)的表面部分涂有一层分别相应的氢化物材料(B)，选自氢化钛、氢化锆、氢化钽、氢化铪、氢化铌和氢化铬和/或氢化钒，其特征在于氢化物材料(B)层包含一种或多种与其相结合的生物分子物质(C)。2.权利要求1的器件或移植物，其中金属材料(A)是钛或其合金，优选钛。3.权利要求1或2的器件或移植物，其中生物分子物质(C)选自下列种类的物质天然或重组生物粘合剂，天然或重组细胞粘附因子，天然、重组或合成生物大分子，天然或重组血蛋白，天然或重组酶，天然或重组胞外基质蛋白，天然或合成胞外基质生物分子，天然或重组生长因子和激素，天然、重组或合成多肽激素，天然、重组或合成脱氧核糖核酸，天然、重组或合成核糖核酸，天然或重组受体，酶抑制剂，药物，生物活性阴离子和阳离子，维生素，单磷酸腺苷(AMP)，二磷酸腺苷(ADP)或三磷酸腺苷(ATP)，标记生物分子，氨基酸，脂肪酸，核苷酸(RNA和DNA碱基)，糖。4.上述任一权利要求的器件或移植物，其中生物分子物质(C...

【专利技术属性】
技术研发人员：SP林斯塔多斯，JE埃林森，
申请(专利权)人：艾斯特勒科技公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]