多組分結合用於製造帶有功能表面的醫用產品的可塑配製物的製作方法
2023-06-04 14:55:31 2
多組分結合用於製造帶有功能表面的醫用產品的可塑配製物的製作方法
【專利摘要】本發明涉及用於製造帶有功能表面的醫用產品的方法。本發明尤其涉及可利用其製造帶有對骨骼有親和力的表面的陶瓷植入物的方法以及這種類型的製成的醫用產品。
【專利說明】多組分結合用於製造帶有功能表面的醫用產品的可塑配製物
【技術領域】
[0001]本發明涉及用於製造帶有功能表面的醫用產品的方法。本發明尤其涉及可利用其製造帶有對骨骼有親和力的表面的陶瓷植入物的方法以及這種類型的製成的醫用產品。
【背景技術】
[0002]結構化的陶瓷部件(尤其植入物、假體等等)現在常常設有功能塗層，例如對骨骼有親和力的或抗菌的塗層或層。功能表面應改善部件結合到身體中。在此經常尤其關心部件的更快且更堅固的併入，這例如可通過多孔的塗層或表面來實現。存在於部件的表面上的小孔可實現且促進骨骼組成部分的生長，從而可通過內生的併入實現可靠地固定植入物。另一方面，通常還必須控制可發炎的過程，其在將植入物插入到身體中時通常是不可避免的。用作關節替代物的部件原則上需要功能層以用於與骨骼相連接。
[0003]由現有技術已知這種植入物(尤其還包含陶瓷)。其通常以多個工序製成，其中，在實心的且起承載作用的基體上以某種方式(例如通過塗覆)施加有功能性的或多孔的表面。這種製造方法相對耗時且很麻煩，因為需要用於成形基體和緊接著進行表面處理的不同的方法。
【發明內容】
[0004]因此，本發明的目的在於提供一種方法，其簡化利用芯體材料和功能表面材料製造植入物(例如假體)。
[0005]該目的通過根據權利要求1所述的方法來實現；在從屬權利要求中限定了方法的有利的設計方案。
[0006]相應地，用於製造帶有功能表面的植入物的根據本發明的方法設置成，在一個工序中製成基體和功能表面。
[0007]根據一優選的改進方案，本發明包括陶瓷部件，其帶有在一個工序中製成的實心的承載區域和多孔的對骨骼有親和力的邊界層或表面。
[0008]為待製成的高性能陶瓷製備相應的粉末混合物，在其中，根據現有技術不僅實現均勻化單獨的添加料，而且實現粉末團狀物的散開。例如在此考慮二氧化鋯、氮化矽、氧化鋁或複合材料(例如ZTA)和/或所提及的材料的混合物。此外，可使用離析物，其可轉化成所提及的物質，例如通過必要時在特定的環境下的燒結。粉末混合物混有可塑的粘合系統且由此形成模製材料(進料(Feedstock))，利用其通過高壓或低壓噴射模製或通過擠壓實現定型。
[0009]進料的一部分可混有不可塑的顆粒狀的添加料(佔位料)，其在定型之後(例如在緊接的燒結工藝中)在很大程度上無殘留地被再次去除，並且在此留下小孔。作為添加料，例如可添加聚乙烯、聚苯乙烯或類似的有機的碳化合物或石墨。根據本發明的一優選的實施方式，佔位料被如此引入到進料中，即，在燒結之後在本體中留有小孔，其對於在骨骼中的生長特性特別有利。
[0010]用於製造帶有至少一個功能表面的植入物的一特別優選的方法包括以下步驟:
a)製備陶瓷粉末混合物，
b)為陶瓷粉末混合物混以可塑的粘合系統，其中，可塑的粘合系統與緊隨的定型方法相匹配，並且陶瓷粉末混合物與可塑的粘合系統一起形成第一進料，
Cl)分開第一進料，並且為進料的一部分混以添加料以用於形成第二進料，或者 c2)根據步驟a)和b)製成第二進料，
d)執行定型方法，在其中由第一進料和第二進料成形基體和對骨骼有親和力的表面，
e)使生坯脫脂，
f)將植入物的在先前的步驟中成形和脫脂的脫脂坯(Braunling)燒結成帶有功能的和尤其對骨骼有親和力的表面的製成的植入物。
[0011]根據本發明的一特別優選的實施方式，第一進料和第二進料不僅可在帶有佔位料(Platzhalter) /添加料的情況下而且可在沒有佔位料/添加料的情況下以以下方式製成和進行處理:
?帶有和沒有佔位料的進料可經由噴射模製和/或擠壓相應單獨地用於定型；
?在定型工藝中，進料可在受控的條件下彼此連接。在此，所選擇的有機的粘合系統實現可塑的物質的粘附連接。典型地在80° C_170° C之間的溫度的情況下熱激活定型工藝；
?如此調節進料:其可在相同的條件下燒結，並且在此具有如此類似的燒結動力學，即，實心的進料與含有佔位料的進料的連接在燒結時得到保持，並且在此通過燒結出現固體連接；
?兩種進料通過雙組分噴射模製或雙組分擠壓來處理並且在此引起期望的形狀。根據本發明，由於多組分定型，為構件的隨後的實心的承載區域填充有實心的進料，並且為多孔的、對骨骼有親和力的區域填充有含有添加料/佔位料的進料。由此可在這兩種方法的限制的範圍內製成任意的模製體，利用其可實際上任意地實現帶有對骨骼有親和力的多孔的表面的實心的固體的目標。取決於應用，例如對於用於脊椎植入物的隔離物(Spacer)，多孔的區域還可佔據構件的更大的區域或連續的通道；
?在熱激活的定型之後在冷卻之後出現相對堅固的「生坯」，其含有陶瓷粉末、有機的增塑劑和佔位料。然後將增塑劑例如通過蒸發或酸洗去除；
?燒結脫脂的生坯(脫脂坯)，其中，根據本發明出現期望的實心的和多孔的區域。將佔位料燒盡。在實心的與多孔的陶瓷之間的過渡區域通過燒結工藝加固。
【權利要求】
1.一種用於製造帶有至少一個功能表面的植入物的方法，其特徵在於，在一個工序中製成基體和所述功能表面。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述功能表面為對骨骼有親和力的表面。
3.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，將陶瓷粉末用作基礎材料。
4.根據上述權利要求所述的方法，其特徵在於，陶瓷粉末包括二氧化鋯、氮化矽、氧化鋁和/或複合材料例如ZTAjP /或可轉變成這些物質。
5.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述基體和對骨骼有親和力的表面的材料由相同的基礎材料製成。
6.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述基體和對骨骼有親和力的表面的材料包括可塑的粘合系統，其使得能夠在硬化之後實現在所述基體與對骨骼有親和力的表面的材料之間的粘附連接，其中，可塑的粘合系統優選為有機的粘合系統。
7.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，為基礎材料的用作用於對骨骼有親和力的表面的材料的基部的部分添加添加料，其在定型之後尤其通過燒盡被再次去除，由此調節對骨骼有親和力的表面的限定的孔隙度。
8.根據上述權利要求所述的方法，其特徵在於，添加料是顆粒狀的，並且優選包括聚乙烯、聚苯乙烯、石墨和/或有機的碳化合物和/或這些物質的混合物。
9.根據權利要求2至8中任一項所述的方法，包括以下步驟: a)製備陶瓷粉末混合物， b)為陶瓷粉末混合物混以可塑的粘合系統，其中，可塑的粘合系統與緊隨的定型方法相匹配，並且陶瓷粉末混合物與可塑的粘合系統一起形成第一進料， Cl)分開第一進料，並且為進料的一部分混以添加料以用於形成第二進料，或者 c2)根據步驟a)和b)製成第二進料， d)執行定型方法，在其中，由第一進料和第二進料成形基體和對骨骼有親和力的表面， e)使生坯脫脂， f)將植入物的在先前的步驟中成形和脫脂的脫脂坯燒結成帶有對骨骼有親和力的表面的製成的植入物。
10.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，基體和/或對骨骼有親和力的表面通過高壓或低壓噴射模製或者擠壓成形，尤其通過雙組分噴射模製或者雙組分擠壓成形。
11.根據權利要求10所述的方法，其特徵在於，優選在80°c-170° C之間的溫度的情況下熱激活定型工藝。
12.根據權利要求9至11中任一項所述的方法，其特徵在於，進料如此組成，即，其可在相同的條件下燒結，並且在此具有如此相似的燒結動力學，使得在基體與對骨骼有親和力的表面之間出現牢固的連接。
13.一種植入物，包括基體和至少一個功能表面。
14.根據權利要求13所述的植入物，其特徵在於，所述功能表面為對骨骼有親和力的表面，並且尤其為多孔的表面。
【文檔編號】A61L27/30GK104507508SQ201380040674
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2013年7月26日 優先權日:2012年7月30日
【發明者】孔茨 M. 申請人:陶瓷技術有限責任公司