CN107921176A - 植入物 - Google Patents
植入物 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107921176A CN107921176A CN201680049934.1A CN201680049934A CN107921176A CN 107921176 A CN107921176 A CN 107921176A CN 201680049934 A CN201680049934 A CN 201680049934A CN 107921176 A CN107921176 A CN 107921176A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- implants
- coating
- ceramics
- implant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000007943 implant Substances 0.000 title claims abstract description 87
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 73
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 35
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 35
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 24
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 210000000845 cartilage Anatomy 0.000 claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 claims description 10
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical compound [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 claims description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 9
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 7
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 7
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 5
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 claims description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052575 non-oxide ceramic Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011225 non-oxide ceramic Substances 0.000 claims description 4
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 claims description 4
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 13
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 10
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 6
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 4
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 230000003679 aging effect Effects 0.000 description 2
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 2
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 2
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010007710 Cartilage injury Diseases 0.000 description 1
- 229910000684 Cobalt-chrome Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001653121 Glenoides Species 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WAIPAZQMEIHHTJ-UHFFFAOYSA-N [Cr].[Co] Chemical compound [Cr].[Co] WAIPAZQMEIHHTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 1
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000003484 anatomy Anatomy 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 206010003246 arthritis Diseases 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000001217 buttock Anatomy 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 239000010952 cobalt-chrome Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009760 electrical discharge machining Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000008821 health effect Effects 0.000 description 1
- 210000002758 humerus Anatomy 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000002324 minimally invasive surgery Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000002103 nanocoating Substances 0.000 description 1
- 238000012148 non-surgical treatment Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000002138 osteoinductive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 1
- 239000013047 polymeric layer Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 210000002832 shoulder Anatomy 0.000 description 1
- 210000000323 shoulder joint Anatomy 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 210000000130 stem cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000005065 subchondral bone plate Anatomy 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/28—Materials for coating prostheses
- A61L27/30—Inorganic materials
- A61L27/306—Other specific inorganic materials not covered by A61L27/303 - A61L27/32
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/02—Inorganic materials
- A61L27/10—Ceramics or glasses
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/28—Materials for coating prostheses
- A61L27/30—Inorganic materials
- A61L27/32—Phosphorus-containing materials, e.g. apatite
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
- A61L27/56—Porous materials, e.g. foams or sponges
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2002/30001—Additional features of subject-matter classified in A61F2/28, A61F2/30 and subgroups thereof
- A61F2002/30003—Material related properties of the prosthesis or of a coating on the prosthesis
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/30767—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
- A61F2/30771—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves
- A61F2002/30838—Microstructures
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/30767—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
- A61F2002/30934—Special articulating surfaces
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2420/00—Materials or methods for coatings medical devices
- A61L2420/08—Coatings comprising two or more layers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
- A61L2430/02—Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of bones; weight-bearing implants
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
- A61L2430/24—Materials or treatment for tissue regeneration for joint reconstruction
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Prostheses (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
本发明涉及植入物、其制造方法及其用途。
Description
本发明涉及植入物、其制造方法及其用途。
用于局部修复关节面的植入物是已知的，并且当人体各种关节中存在例如由于骨关节炎引起的无法修复的软骨损伤并且导致不利影响时植入这样的植入物。例如，一旦关节面由于磨损现象、疾病或受伤而损坏或破坏，并且保守的非手术治疗方法和保存关节的手术都不能保证成功愈合，则通常需要植入部分假体。这些部分内置假体植入物被认为是对于某些患者的一种治疗概念；对着这些患者来说，全内置假体植入太过侵入或者由于其积极的生活方式而不能接受。以这种方式以提高日常、职业和业余生活中的灵活性和生活质量，一方面应当长期地消除或减轻患病关节的疼痛，另一方面应当恢复该关节的尽可能最大活动性。
与全内置假体不同，在此只修复一部分咬合面（Artikulationsflaeche）。为此所需的手术通常可以是微创的。
同时，保留了全内置假体手术的可能性。这可能会在稍后的时间完成。这也可能使年长患者受益，例如当他们由于较高的发病率而拒绝完全关节置换。
商业上提供基于诸如钛或钴铬的金属材料的这种假体部件用于臀部，膝盖，肩部和小关节，其中这些植入物执行双重功能。
它们通常具有作为咬合面的符合摩擦学要求的部分和生长到骨组织中并确保牢固锚定的骨整合部分。
在金属解决方案中可能出现的缺点是已知的：
• 金属磨损和由此产生对人体器官有害的作用
• 在医疗诊断的成像中的人为因素
• 老化效应和长期表现（劳损、腐蚀和金属离子的释放，这些可能是有毒的）。
随着手术频率的增加，手术中感染风险上升也被证明是一个普遍问题。
除了这些金属解决方案之外，还有一种称为骨软骨植入物，其基于人类软骨组织和骨组织，并且可以以微创手术植入受损区域。这种植入物的潜在缺点是高磨损，低强度，老化效应和长期表现不足。
本发明的目的是提供不具有已知解决方案的缺点的植入物。
具体而言，根据本发明的植入物具有以下特性：
• 根据本发明的植入物在植入后与关节的骨组织一起牢固地生长，并确保足够高的锚定和稳定性；
• 根据本发明的植入物在植入后与其余的关节面一起构成了从摩擦学观点来看完整的单元，并且牢固且持久地与咬合配对体有效接合；
• 根据本发明的植入物在与天然软骨面咬合时牢固地、持久地且低磨损地起作用；
• 理想地，根据本发明的植入物构成为有利于和促进形成新的、天然的软骨组织；
• 根据本发明的植入物在其保留在人体内期间不会造成任何不利的健康影响；具体地，
o 不会产生任何危害健康的磨损颗粒；
o 不会持久地损坏与其相互作用的咬合配对体，特别是天然软骨组织；
o 不会受生物力学条件损坏或破坏；
o 不为引起感染的细菌提供有利的条件。
本发明的目的通过具有独立权利要求的特征的植入物来实现。优选的实施方案可以参见从属权利要求。
本发明涉及基于陶瓷的植入物。
原则上，根据本发明的植入物包括至少两个不同的功能单元（以下也称为层）：
• 第一单元是骨整合的陶瓷基单元，它与位于软骨下的骨组织形成生物活性的接合；
• 第二单元同样是陶瓷基单元，它与第一单元接合和符合摩擦学要求并且用作咬合面。第二单元也可以作为任选第三单元的基底；
• 植入物还可以包括其它单元或层，特别是任选的第三单元。该任选的第三单元可以是基于聚合物的单元，优选基于PVA或水凝胶，其与第二单元牢固接合并且确保与天然软骨的咬合时的摩擦学功能。水凝胶是含有水但是不溶于水的聚合物，其分子以化学的方式（例如通过共价键或离子键）或者以物理的方式（例如通过聚合物链环绕）而连接成三维网络。
骨整合的第一单元包括具有多孔部分和开孔互连结构的陶瓷。这个单元可以以本身已知的方式制造，例如通过
• 成型工艺；
• 直接冷冻发泡工艺；
• 发泡工艺；
• 基于有机成孔剂的成孔工艺。
这些结构应当最佳地匹配骨生成和血管化的生物过程，并确保最佳的骨诱导性质。
这种结构的典型特征值是孔直径在100至1000μm之间，特别是在300至700μm之间。
开口孔隙率在50％至90％之间，优选在60％至80％之间。弹性模量应当在5至50GPa之间，最好在人骨范围内，以保证形成骨物质的有利机械刺激。
此外，这些结构可以以本身已知的方式涂覆有任何类型的骨诱导涂层，由此进一步增强骨整合效果。
根据本发明可以使用的这种涂层的实例包括：
• 生物玻璃，特别是组成45S5；
• 任何类型的羟磷灰石涂层，包括纳米结构化和仿生作用的层；
• 磷化层，特别是共价结合的磷化单层；
• 金属涂层，特别是基于钽或钛。
第二单元具有相对致密的陶瓷，其特征尤其在于其高硬度和高强度。它与第一单元牢固地接合。与第一单元的接合例如可以通过在生坯状态下施加浆料和随后进行共烧结来实现，或者根据用于制造第一单元的方法一体式地实现。
如果存在第三单元，则将朝向第三单元的第二单元的侧面结构化，以使其构成对于第三单元的最佳基底表面。这时，该侧面不仅必须确保牢固的形状-或力匹配接合，还必须确保在第三单元的生物力学负荷下交错滑动（Auseinanderfliessen）或者尽可能低的剪切负荷。特别地，应避免发生交联聚合物的内部裂纹或其它损坏。
具体而言，在结构化的情况下应当注意不要产生尖锐的边缘。
如果存在第三单元，则非常通常地布置结构，该结构增加表面积并且由此确保第二单元与软骨或（任选的）第三单元之间的良好接合，例如通过粘附力或通过适用于医疗目的的粘合剂。例如，可以表现为高尔夫球结构的在表面中的限定凹陷适合于此目的，或者在几μm至mm范围内的退刀槽式（hinterschnittig）或滴状的凹陷，其为第三单元的聚合物材料提供最佳的支撑，并且产生在轴向负荷下的自稳定或自固定，或网状的（stegartig）结构。
特别有利的是，在载荷作用下，第二单元和任选的第三单元之间的接合强度增加。根据本发明，这通过陶瓷第二单元上的适当设计的结构来实现。
理想地，第二单元的背离第二单元且朝向第三单元的结构具有几μm范围内的非常低的微粗糙度，这可以通过研磨或抛光实现，或者至少在任选的第三单元的可能磨损情况下暴露的结构区域。
第二单元的陶瓷的结构化可以通过注射成型工艺（陶瓷注射成型、低压注射成型）或其它成型技术，或通过在生坯状态下的机械加工或通过在烧结状态下的激光加工或超声波辅助的机械加工，或通过火花电蚀（Funkenerosion）或化学蚀刻工艺来实现。
第一单元和第二单元的陶瓷材料优选为氧化铝或氧化锆类型的氧化物陶瓷，例如氧化锆增强的氧化铝或钇稳定化的氧化锆，以及它们的所有变体，或具有通常称为ZTA（氧化锆增韧的氧化铝）或ATZ（氧化铝增韧的氧化锆）的复合材料。
根据本发明，同样可以使用非氧化物陶瓷，例如基于Si3N4的材料。
所有列出的材料由于其化学组成、硬度和强度而具有极好的摩擦学性能，在植入过程中对损伤具有高度的耐受性，并且超过了生物力学的要求。
此外，它们在没有进一步官能化的情况下在很大程度上是生物惰性的，并且倾向于防止细菌的增殖。
这些材料的所有进一步发展也是有利的，例如极其耐损坏的材料，例如由包含铝酸盐部分的氧化锆制成的稀土稳定化的分散质陶瓷。
对于任选的第三单元，三维连接的聚合物已被证明是特别合适的聚合物，它们除了其机械性能（特别是在刚性和剪切负荷性方面）外，还耐受生物力学负荷并类似于天然软骨材料的性能。
此外，聚合物的优点在于其可以加载官能团以有针对性地调节物理性质。
特别地，水凝胶可以用作能够引起抗菌或软骨形成作用的生物活性物质的载体。这些生物活性物质有利于体内形成内源性软骨材料。
就此而言，人造藻酸盐也经常与人体干细胞结合使用，以促进内源性软骨组织的形成。这种配方也可以一起整合到第三单元中。
非常有利的是，聚合物的内部结构，特别是水凝胶的内部结构构成为在机械压力负荷和适当的软骨形成物质负载下促进软骨形成。这些机理也适用于依赖机械刺激的天然软骨。
第二单元和任选的第三单元之间的可能的牢固接合可以通过形状-或力匹配的连接过程来实现；尤其在退刀槽式结构的情况下也可以考虑熔化聚合物或通常在液相中施加。
根据本发明提供的聚合物层或水凝胶层的厚度高度依赖于聚合物的性质。在第二单元上可以施加或连接微米涂层或纳米涂层，或者厚度可达几mm的厚层。
此外，对于咬合面的外形结构非常有利的是，它们匹配解剖学和患者特异性的条件，这可以通过制造过程中的合适的CAD-CAM方法来确保。
此外，从生物力学和外科手术角度来看，植入物的完美匹配是非常有利的，这可以通过合适的程序使用合适的和任选定制的仪器来确保。
根据本发明的植入物优选用于修复人体中的关节面，例如肩部、髋部、膝部和脚部区域的关节面。根据本发明的植入物适合作为局部软骨缺陷的关节面，作为部分关节置换物，但也可以作为全内置假体。它们特别适用于与天然软骨面的咬合，所谓的半假体（hemiprostheses），例如作为肩部半假体，也称为上臂头假体（Oberarmkopfprothese）。这是部分置换肩关节，其中保留了天然肩盂（关节盂）而只有上臂头（肱骨头，Humeruskopf）被内置假体置换。
综上所述，本发明因此涉及以下内容：
• 基于陶瓷的植入物；
• 根据项目1所述的植入物，其特征在于，它们包括至少两个不同的功能层；
• 根据项目1或2所述的植入物，其特征在于，所述第一层是基于陶瓷的；
• 根据前述项目中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第二层同样是基于陶瓷的并且与所述第一层接合；
• 根据前述项目中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第一层具有骨整合特性；
• 根据前述项目中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第二层确保与天然软骨的咬合时的摩擦学功能；
• 根据前述项目中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第一层包括具有多孔部分的陶瓷；
• 根据前述项目中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第一层包括具有多孔部分的陶瓷并且包括开孔的互连结构；
• 根据前述项目中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第一层具有100至1000μm，优选300至700μm的孔径；
• 根据前述项目中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第一层具有50％至90％，优选60％至80％的开口孔隙率；
• 根据前述项目中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第一层的弹性模量为5至50GPa，优选在人骨范围内；
• 根据前述项目中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第一层涂覆有骨诱导涂层；
• 根据前述项目中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第一层涂覆有骨诱导涂层，其中该层选自生物玻璃，羟磷灰石涂层，磷化层和/或金属涂层；
• 根据前述项目中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第一层涂覆有骨诱导涂层，其中该层选自生物玻璃，优选组成45S5的生物玻璃，羟磷灰石涂层，优选纳米结构化和仿生作用的羟磷灰石层，磷化层，特别是共价结合的磷化单层，和/或金属涂层，特别是基于钽或钛的金属涂层；
• 根据前述项目中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第二层包含相对致密的陶瓷；
• 根据前述项目中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第二层具有高硬度和高强度；
• 根据前述项目中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第二层具有增加表面积的结构；
• 根据前述项目中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第二层具有增加表面积的结构，优选在表面中限定的凹陷（高尔夫球结构），几μm至mm范围内的退刀槽式凹陷或滴状凹陷，或者网状结构；
• 根据前述项目中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第二层具有背向所述第二层的侧面，该侧面具有在几μm范围内的非常低的微粗糙度；
• 根据前述项目中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第一层和第二层的陶瓷材料包括氧化铝或氧化锆类型的氧化物陶瓷，或者非氧化物陶瓷，例如基于Si3N4的材料；
• 根据前述项目中的一项或多项所述的植入物的用途，用于修复人体中的关节面，例如肩部、髋部、膝部和脚部区域的关节面；
• 根据前述项目中的一项或多项所述的植入物的用途，用作局部软骨缺陷的关节面，用作部分关节置换物，以及用作全内置假体；
• 根据前述项目中的一项或多项所述的植入物在与天然软骨面咬合时的用途。
本发明的特征尤其在于以下实施方案：
实施方案1：基于陶瓷的植入物；
实施方案2：根据实施方案1所述的植入物，其特征在于，它包括至少两个不同的功能层；
实施方案3：根据实施方案1或2所述的植入物，其特征在于，所述第一层是基于陶瓷的；
实施方案4：根据前述实施方案中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第二层同样是基于陶瓷的并且与所述第一层接合；
实施方案5：根据前述实施方案中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第一层具有骨整合特性；
实施方案6：根据前述实施方案中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第二层确保了与天然软骨的咬合时的摩擦学功能；
实施方案7：根据前述实施方案中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第一层包括具有多孔部分的陶瓷；
实施方案8：根据前述实施方案中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第一层包括具有多孔部分的陶瓷并且包括开孔的互连结构；
实施方案9：根据前述实施方案中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第一层的孔径为100至1000μm，优选300至700μm；
实施方案10：根据前述实施方案中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第一层具有50％至90％，优选60％至80％的开口孔隙率；
实施方案11：根据前述实施方案中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第一层的弹性模量为5至50GPa，优选在人骨范围内；
实施方案12：根据前述实施方案中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第一层涂覆有骨诱导涂层；
实施方案13：根据前述实施方案中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第一层涂覆有骨诱导涂层，其中该层选自生物玻璃，羟磷灰石涂层，磷化层和/或金属涂层；
实施方案14：根据前述实施方案中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第一层涂覆有骨诱导涂层，其中该层选自生物玻璃，优选组成45S5的生物玻璃，羟磷灰石涂层，优选纳米结构化和仿生作用的羟磷灰石层，磷化层，特别是共价结合的磷化单层，和/或金属涂层，特别是基于钽或钛的金属涂层；
实施方案15：根据前述实施方案中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第二层包含相对致密的陶瓷；
实施方案16：根据前述实施方案中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第二层具有高硬度和高强度；
实施方案17：根据前述实施方案中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第二层具有增加表面积的结构；
实施方案18：根据前述实施方案中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第二层具有增加表面积的结构，优选在表面中限定的凹陷（高尔夫球结构），几μm至mm范围内的退刀槽式凹陷或滴状凹陷，或者网状结构；
实施方案19：根据前述实施方案中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第二层具有背向所述第二层的侧面，该侧面具有在几μm范围内的非常低的微粗糙度；
实施方案20：根据前述实施方案中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第一层和第二层的陶瓷材料包括氧化铝或氧化锆类型的氧化物陶瓷，或者非氧化物陶瓷，例如基于Si3N4的材料；
在一个优选的实施方案21中，本发明涉及根据前述实施方案中的一项或多项所述的植入物的用途，用于修复人体中的关节面，例如肩部、髋部、膝部和脚部区域的关节面；
实施方案22：根据前述实施方案中的一项或多项所述的植入物的用途，用作局部软骨缺陷的关节面，用作部分关节置换物，以及用作全内置假体；
实施方案23：根据前述实施方案中的一项或多项所述的植入物在与天然软骨面咬合时的用途。
Claims (10)
1.基于陶瓷的植入物，其特征在于，它包括至少两个不同的功能层，其中第一层是基于陶瓷的，和其中第二层同样是基于陶瓷的并且与所述第一层接合。
2.根据权利要求1所述的植入物，其特征在于，所述第一层的孔径为100至1000μm，优选300至700μm。
3.根据权利要求1或2所述的植入物，其特征在于，所述第一层具有50％至90％，优选60％至80％的开口孔隙率。
4.根据前述权利要求中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第一层涂覆有骨诱导涂层，其中该层选自生物玻璃，羟磷灰石涂层，磷化层和/或金属涂层。
5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第一层涂覆有骨诱导涂层，其中该层选自生物玻璃，优选组成45S5的生物玻璃，羟磷灰石涂层，优选纳米结构化和仿生作用的羟磷灰石层，磷化层，特别是共价结合的磷化单层，和/或金属涂层，特别是基于钽或钛的金属涂层。
6.根据前述权利要求中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第二层具有增加表面积的结构，优选在表面中限定的凹陷（高尔夫球结构），几μm至mm范围内的退刀槽式凹陷或滴状凹陷，或者网状结构。
7.根据前述权利要求中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第二层具有背向所述第二层的侧面，该侧面具有几μm范围内的非常低的微粗糙度。
8.根据前述权利要求中的一项或多项所述的植入物，其特征在于，所述第一层和第二层的陶瓷材料包括氧化铝或氧化锆类型的氧化物陶瓷，或者非氧化物陶瓷，例如基于Si3N4的材料。
9.根据前述权利要求中的一项或多项所述的植入物的用途，用于修复人体中的关节面，例如肩部、髋部、膝部和脚部区域的关节面。
10.根据前述权利要求中的一项或多项所述的植入物的用途，用作局部软骨缺陷的关节面，用作部分关节置换物，以及用作全内置假体。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102015216641 | 2015-08-31 | ||
| DE102015216641.4 | 2015-08-31 | ||
| PCT/EP2016/070482 WO2017037098A1 (de) | 2015-08-31 | 2016-08-31 | Implantate |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107921176A true CN107921176A (zh) | 2018-04-17 |
Family
ID=56852261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201680049934.1A Pending CN107921176A (zh) | 2015-08-31 | 2016-08-31 | 植入物 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20180250445A1 (zh) |
| EP (1) | EP3344300A1 (zh) |
| KR (1) | KR20180050353A (zh) |
| CN (1) | CN107921176A (zh) |
| BR (1) | BR112018003226A2 (zh) |
| DE (1) | DE102016216414A1 (zh) |
| RU (1) | RU2018111492A (zh) |
| WO (1) | WO2017037098A1 (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1911454A (zh) * | 2005-02-22 | 2007-02-14 | 赖文福 | 骨植入物 |
| US20100174383A1 (en) * | 2007-06-11 | 2010-07-08 | Smith & Nephew, Inc. | Ceramic layered medical implant |
| US20100268337A1 (en) * | 2009-04-02 | 2010-10-21 | Synvasive Technology, Inc. | Monolithic orthopedic implant with an articular finished surface |
| WO2015082078A1 (de) * | 2013-12-05 | 2015-06-11 | Ceramtec Gmbh | Implantate |
-
2016
- 2016-08-31 EP EP16759747.5A patent/EP3344300A1/de not_active Withdrawn
- 2016-08-31 WO PCT/EP2016/070482 patent/WO2017037098A1/de not_active Ceased
- 2016-08-31 US US15/755,949 patent/US20180250445A1/en not_active Abandoned
- 2016-08-31 RU RU2018111492A patent/RU2018111492A/ru not_active Application Discontinuation
- 2016-08-31 BR BR112018003226-3A patent/BR112018003226A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2016-08-31 KR KR1020187009329A patent/KR20180050353A/ko not_active Withdrawn
- 2016-08-31 DE DE102016216414.7A patent/DE102016216414A1/de not_active Withdrawn
- 2016-08-31 CN CN201680049934.1A patent/CN107921176A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1911454A (zh) * | 2005-02-22 | 2007-02-14 | 赖文福 | 骨植入物 |
| US20100174383A1 (en) * | 2007-06-11 | 2010-07-08 | Smith & Nephew, Inc. | Ceramic layered medical implant |
| US20100268337A1 (en) * | 2009-04-02 | 2010-10-21 | Synvasive Technology, Inc. | Monolithic orthopedic implant with an articular finished surface |
| WO2015082078A1 (de) * | 2013-12-05 | 2015-06-11 | Ceramtec Gmbh | Implantate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3344300A1 (de) | 2018-07-11 |
| BR112018003226A2 (pt) | 2018-09-25 |
| DE102016216414A1 (de) | 2017-03-02 |
| RU2018111492A (ru) | 2019-10-04 |
| KR20180050353A (ko) | 2018-05-14 |
| WO2017037098A1 (de) | 2017-03-09 |
| US20180250445A1 (en) | 2018-09-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20230071461A1 (en) | Method of manufacturing an implant and an implant with two coatings | |
| Agrawal | Reconstructing the human body using biomaterials | |
| US20200163771A1 (en) | Implant for cartilage repair | |
| US8556972B2 (en) | Monolithic orthopedic implant with an articular finished surface | |
| Datta et al. | Advanced materials in biological implants and surgical tools | |
| Bose et al. | Introduction to biomaterials and devices for bone disorders | |
| ES2690093T3 (es) | Procedimiento de fabricación de dispositivos de osteosíntesis, dispositivos de osteosíntesis e implantes de material híbrido semisintético obtenido por modificación estructural de los componentes de un biomaterial natural marino | |
| CN101150994A (zh) | 用于穿过粘膜或皮肤组织的植入物的生物屏障 | |
| TW200526182A (en) | Prosthetic devices employing oxidized zirconium and other abrasion resistant surfaces contacting surfaces of cross-linked polyethylene | |
| CN104758042A (zh) | 一种具有三维贯通多孔结构的骨螺钉 | |
| US20180243096A1 (en) | Implant for cartilage and/or bone repair | |
| JP2021526061A (ja) | 指関節プロテーゼ及びその製造方法 | |
| JP7142000B2 (ja) | インプラント及び関節インプラント | |
| WO2024064699A2 (en) | Dry hydrogel implants | |
| Schultz | Reconstruction of facial deformities with alloplastic material | |
| Aho et al. | Surface porous fibre-reinforced composite bulk bone substitute | |
| RU2265417C2 (ru) | Имплантат для замещения протяженных костных фрагментов сложной формы | |
| CN107921176A (zh) | 植入物 | |
| US20160367374A1 (en) | Implants | |
| Sharma et al. | Fabrication and characterization of metallic biomaterials in medical applications: A review | |
| CN212522088U (zh) | 一种基于曲面3d打印的多层仿生关节 | |
| US8877499B2 (en) | Bone anchor | |
| CN117942204B (zh) | 一种用于骨科的关节植入体及其制备方法 | |
| Sultana et al. | Porous biomaterials: classification, fabrication and its applications in advanced medical science | |
| CN114191606B (zh) | 一种3d打印骨整合假肢材料及假肢及其表面处理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180417 |