專(zhuān)利名稱(chēng)：氧化鋁涂層植入物和組件的制作方法
氣化鋁涂層植入物和組件 發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明涉及醫(yī)療植入物裝置及其組件，以及制備醫(yī)療植入物及其 組件的方法。
背景技術(shù)：
由于醫(yī)療植入物接受者人群中的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)變化，對(duì)于具有更長(zhǎng) 壽命的醫(yī)療假體植入物的關(guān)注增加了。如同一般人那樣，醫(yī)療植入物 接受者的預(yù)期壽命穩(wěn)定地遞增。另外，更年輕且更活動(dòng)性的植入物接 受者的人數(shù)也在增加。這些每一個(gè)趨勢(shì)都突出了在接受者的生存期間 較少可能需要替換即修復(fù)的更持久、高性能的矯正外科植入物的重要 性。
因此，重要的是，這樣的更持久的植入物應(yīng)當(dāng)能夠經(jīng)受住多年的 磨損和各種與植入體內(nèi)有關(guān)的應(yīng)力。關(guān)節(jié)替代植入物必需具有足夠的 強(qiáng)度以便經(jīng)受變化的機(jī)械負(fù)荷，同時(shí)把部分負(fù)荷轉(zhuǎn)移給周閨的骨組 織。另外的要求是，關(guān)節(jié)替代植入物的支承(關(guān)節(jié)聯(lián)接)表面必需抵 抗腐蝕性環(huán)境，并且經(jīng)受住與關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)有關(guān)的身體和表面觸點(diǎn)壓力以 及粘性和研磨的磨損過(guò)程。適合經(jīng)受住多年的機(jī)械負(fù)荷和磨損的機(jī)械 和物理特性是很難在單一材料中找到的。
目前，金屬包括金屬合金，被用作醫(yī)療植入物的結(jié)構(gòu)材料。金屬 合金，例如鋼、鈷合金和鈦合金，顯示了一定的強(qiáng)度、硬度和耐疲勞 性。而且，這些金屬可以通過(guò)金屬制造方法來(lái)形成并進(jìn)行機(jī)械加工。 一般地，植入物包括金屬支承表面，所述金屬支承表面具有與第二支 承表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)的形體，而所述第二支承表面是由低摩擦力聚合物例
如超高分子量聚乙烯(UMWHPE)或另外的金屬組件組成的。已經(jīng) 知道， 一旦被植入體內(nèi)，微粒和碎屑由于磨損過(guò)程而從這些植入物上 脫離下來(lái)。這些脫離的微粒成為問(wèn)題，因?yàn)槊撾x的微粒分布于組織周 圍并引起周?chē)M織發(fā)炎和降解。這種炎性反應(yīng)能夠?qū)е玛P(guān)節(jié)疼痛并使 植入物松弛。最終，所述狀況將需要通過(guò)復(fù)雜而棘手的手術(shù)取出并更 換植入物。堅(jiān)硬的微粒例如接合劑微粒(在用接合劑植入的裝置中) 或從植入物的多空或網(wǎng)紋固定表面上剝離的金屬，會(huì)積聚在聚合植入 物的關(guān)節(jié)聯(lián)接表面，或者夾在相對(duì)的關(guān)節(jié)聯(lián)接表面之間，并且刮擦先 前圃滑的金屬表面，從而降低植入物的性能，增加關(guān)節(jié)聯(lián)接相對(duì)面的 磨損，并且甚至導(dǎo)致其它表面材料的脫離。
以前減少金屬植入物表面磨損的努力包括表面改良，例如離子植 入、氣體滲氮和高溫氧化。每一種方法都具有局限性。例如， 一般情 況下，通過(guò)離子植入和滲氮獲得的表面最高硬度，不如通過(guò)其它表面 改良例如陶瓷覆蓋涂層獲得的最高硬度那樣高。離子植入法在所改良 材料的表面深度方面還具有理論和經(jīng)濟(jì)上的限制。通過(guò)高溫氧化產(chǎn)生
的表層下面的基體(例如Zr-2.5Nb合金)的強(qiáng)度和硬度不如其它基 體金屬(例如CoCrMo或鈦合金)那樣高，并且可能不能與在生長(zhǎng)表 面結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生多孔組織的常規(guī)方法相容。
在不同的方法中，植入物中的大塊金屬基體已經(jīng)被大塊陶瓷代 替，例如在某些包括大塊氧化物陶瓷股骨頭的瓶關(guān)節(jié)植入物中。這樣 的陶瓷在體內(nèi)不腐蝕，耐磨損，并且能夠經(jīng)受住巨大的壓力負(fù)荷。然 而，較之金屬，疏松陶瓷往往僵硬且更容易破碎。報(bào)導(dǎo)顯示，某些疏 松陶瓷植入物易于災(zāi)難性破碎，從而需要立即修復(fù)。
為了獲得沒(méi)有破碎風(fēng)險(xiǎn)的疏松陶瓷有利的磨損性質(zhì)，已經(jīng)進(jìn)行了 將陶資涂層應(yīng)用到金屬植入物的關(guān)節(jié)聯(lián)接表面的嘗試。這些陶瓷植入 物的性質(zhì)有很對(duì)變化，者取決于陶瓷的類(lèi)型和應(yīng)用的方式。然而，用 特殊陶瓷(例如氧化鋁)涂層的植入物的開(kāi)發(fā)受到限制。對(duì)于用于矯 形外科支承表面來(lái)說(shuō)，應(yīng)用特殊陶瓷涂層的技術(shù)導(dǎo)致涂層要么太薄、 在體內(nèi)不穩(wěn)定，要么對(duì)下層金屬表面的粘附不良。
發(fā)明概述
本發(fā)明提供了醫(yī)療植入物裝置或其組件，所述醫(yī)療植入物裝里或 其組件包括除鋼以外的金屬基體、除氧化鋁以外的中間涂層和氧化鋁 外涂層。特別是，本發(fā)明提供了醫(yī)療植入物或植入物組件，所述醫(yī)療 植入物裝置或植入物組件包括除鋼以外的金屬基體，粘著到基體表面 上的除氧化鋁以外的材料的中間涂層，和粘著到中間涂層的至少一部 分上的氧化鋁外涂層，所述外涂層是通過(guò)物理汽相淀積而淀積到中間 涂層的至少一部分上。
本發(fā)明還提供了制備醫(yī)療植入物裝置或其組件的方法。該方法包 括(a)提供醫(yī)療植入物裝置或其組件，其包括除鋼以外的金屬基體， (b)把除氧化鋁以外的材料的中間涂層施加到表面基體上，以及(c) 通過(guò)物理汽相淀積將氧化鋁外涂層淀積到中間涂層的至少 一部分上。
發(fā)明詳述
本發(fā)明提供了醫(yī)療植入物或其組件，所述醫(yī)療植入物裝置或其組 件包括除鋼以外的金屬基體、除氧化鋁以外的中間涂層和氧化鋁外涂層。
醫(yī)療植入物或其組件可以包括任何適宜的醫(yī)療植入物裝置或其組 件。適宜的醫(yī)療植入物或其組件包括，但不限于，用于髖、膝蓋、踝、 肩、肘和脊柱的矯正外科的假體。示例性的醫(yī)療植入物裝置包括整個(gè) 或部分膝關(guān)節(jié)成形術(shù)假體、整個(gè)或部分髖關(guān)節(jié)成形術(shù)假體、整個(gè)或部 分肘關(guān)節(jié)成形術(shù)假體、整個(gè)或部分腕關(guān)節(jié)成形術(shù)假體、整個(gè)或部分肩
關(guān)節(jié)成形術(shù)假體、整個(gè)或部分踝關(guān)節(jié)成形術(shù)假體和整個(gè)或部分關(guān)節(jié)聯(lián) 接推骨節(jié)段關(guān)節(jié)成形術(shù)假體。示例性醫(yī)療植入物裝置組件包括股骨組
件(例如替代一個(gè)或多個(gè)股骨骨節(jié))或膝蓋假體(例如單隔室或整個(gè) 膝關(guān)節(jié)成形術(shù)假體)的脛骨組件(例如替代至少部分鄰近脛骨頂)、 股骨組件(例如替代至少股骨的鄰近部分或股骨頭)或號(hào)關(guān)節(jié)假體 的髖臼杯(例如替代髖骨的股骨窩)、肱骨組件(例如替代肱骨的遠(yuǎn) 側(cè)部分)或肘關(guān)節(jié)成形術(shù)的尺骨組件(例如替代尺骨的鄰近部分)、 掌骨組件(替代一個(gè)或多個(gè)掌骨的至少一部分)或腕關(guān)節(jié)成形術(shù)的橈 骨組件(替代橈骨的遠(yuǎn)側(cè)部分)、肱骨組件(例如替代肱骨的鄰近部 分或肱骨頭)或關(guān)節(jié)窩組件(例如替代肩胛骨的關(guān)節(jié)窩或窩部分)、 脛骨組件(例如替代脛骨的遠(yuǎn)側(cè)部分)或者踝關(guān)節(jié)成形術(shù)的距骨組件 (例如替代距骨的鄰近部分)，以及脊推盤(pán)假體的終板組件(例如為 了接觸頸、腰或胸推的上部或下部)或間隔組件(例如為了插在終板 組件之間)。
金屬基體可以是除鋼以外的任何適宜的金屬基體。除非本文中另 外指明，術(shù)語(yǔ)"金屬"是指純金屬和金屬合金。術(shù)語(yǔ)"金屬基體"可以是 實(shí)質(zhì)上形成醫(yī)療植入物裝置或其組件的全部或接近全部的結(jié)構(gòu)，或者 "金屬基體"可以是實(shí)質(zhì)上形成醫(yī)療植入物裝置或其組件的部分結(jié)構(gòu)， 實(shí)質(zhì)上形成醫(yī)療植入物裝置或其組件的結(jié)構(gòu)的剩余部分包含其它材
料。當(dāng)金屬基體是實(shí)質(zhì)上形成醫(yī)療植入物裝置或其組件的結(jié)構(gòu)的部分
時(shí)，金屬基體可以是實(shí)質(zhì)上形成醫(yī)療植入物裝置或其組件的結(jié)構(gòu)的全 部表面或部分表面。
盡管金屬基體可以是醫(yī)療植入物裝置或其組件的任何適宜的部 分，但金屬基體有必要包括支承表面。如本文所用，"支承表面"是指 醫(yī)療植入物裝置或其組件的部分，所述部分成一定形狀，以便當(dāng)醫(yī)療 植入物裝置或其組件植入患者體內(nèi)時(shí)，所述部分能夠與第二表面接合 或相對(duì)于第二表面移動(dòng)。第二表面可以是骨、軟骨以及身體的其它天 然材料。更一般地，笫二表面是醫(yī)療植入物裝置或其組件中的另一即 第二支承表面。例如，在本發(fā)明的某些實(shí)施方案中，設(shè)計(jì)涂層支承表 面(包括基體、中間涂層和氧化鋁外涂層)是為了支承相同和不同醫(yī) 療植入物裝置或其組件的第二支承表面，其中第二支承表面可以包括 任何適宜的材料，例如金屬、陶瓷、聚合物或其組合。典型地，第二
支承表面包括聚合物例如超高分子量聚乙烯(UHMWPE)，所述聚合 物被廣泛地用作聚合支承表面，例如在膝關(guān)節(jié)植入物和tt關(guān)節(jié)植入物 中。第二支承表面還可以包括另外的涂層支承表面或未涂層金屬支承 表面。
示例性支承表面包括(a)在膝關(guān)節(jié)假體的股骨組件的末端的表 面，所述表面與假體的脛骨組件上的第二支承表面接合，(b)號(hào)關(guān)節(jié) 假體的股骨頭組件的表面，所述表面與假體的瓶臼杯組件的第二支承 表面接合，(c)肘關(guān)節(jié)成形術(shù)假體的接合表面，例如尺骨組件近端的 肱骨(humoral)組件的末端表面，所述表面彼此接合，(d)肩關(guān)節(jié) 假體的肱骨(humoral)頭組件的表面，所述表面與假體的淺窩組件 接合，(e)踝關(guān)節(jié)假體的距骨組件的表面，所述表面與關(guān)節(jié)成形術(shù)的 脛骨組件接合，以及(f)脊柱盤(pán)替代假體的終板組件的表面，所述表 面與位于兩個(gè)假體的終板之間的另 一終板或核/間隔組件接合。
金屬基體可以包括任何適宜的金屬、合意地是生物相容性金屬， 基本上由或由這樣的金屬組成。合意的金屬包括具有適用于關(guān)節(jié)替代 假體的機(jī)械性質(zhì)的金屬。金屬優(yōu)選在意欲置入醫(yī)療植入物裝置或其組 件的患者中不會(huì)輕易腐蝕，并且優(yōu)選具有適宜的強(qiáng)度和疲勞特性。示 例性?xún)?yōu)選的金屬基體包括鈷、鈷合金、鈦、鈦合金以及它們的混合物。 適宜的鈷鉻合金包括，但不限于，例如ASTM Standards F75-01、 F799-02和F1 537-00所分別描述的鑄造、鍛造和精煉(wrought)鈷-
28-鉻-6-鉬(Co28Cr6Mo )合金。適宜的鈦鋁合金包括，但不限于， 例如ASTM Standard F2146-01中所描述的鈥-3-鋁垂2.5-釩合金(Ti誦 3A1-2.5V )，以及例如ASTM Standard F136-02a中所描述的鈥-6-鋁-4-釩(Ti-6A1-4V)合金。ASTM標(biāo)準(zhǔn)可以從ASTM International (West Conshohocken， PA)的印刷和電子媒體獲得。
除氧化鋁材料以外的中間涂層是粘著到金屬基體上的。中間涂層 可以包括任何適宜的材料或材料的組合，基本上由或由任何適宜的材 料或材料的組合組成。示例性中間涂層包括氮化鋁鈦(TiAIN)、氮化 鋁鉻(CrAIN)、氮化鋁(A1N)、碳氮化鈦(TiCN )、氮化鈦(TiN )、 鋁化鈦(titanium aluminide ) ( TiAl )、氧化鉻(Cr209.)、氮化鉻 (CrN)及其組合。中間涂層材料優(yōu)選具有一種或多種物理或化學(xué)性 質(zhì)(例如熱膨脹系數(shù)、彈性模數(shù)、晶體結(jié)構(gòu)和/或化學(xué)相容性)，這些 性質(zhì)在金屬基體與氧化鋁外涂層的物理或化學(xué)性質(zhì)之間，以便提供這 些性質(zhì)在醫(yī)療植入物裝置或其組件的表面上的轉(zhuǎn)變梯度。通過(guò)這種機(jī) 械和物理性質(zhì)的轉(zhuǎn)變梯度，中間涂層可以在金屬基體和氧化鋁外涂層 之間提供合乎需要的粘著水平。
中間涂層可以是任何適宜的厚度。中間涂層合宜地具有厚度約 0.001 nm，例如約0.01 nm或以上，0.05jim或以上，約0.1 (im或以 上，或者約0.2 fim，或者約0.4 jim或以上。中間涂層合宜地具有厚 度約10 nm或以下，例如約5 nm或以下，約2 jim或以下，或者約1 fim 或以下。
可以通過(guò)任何適宜的技術(shù)，例如物理汽相淀積(PVD)、化學(xué)汽 相淀積(CVD)和熱噴霧淀積(例如等離子體噴霧)，把中間涂層粘 著到金屬基體上。通常，PVD由于其能夠產(chǎn)生很多金屬和陶瓷化合物 的高質(zhì)量密度的涂層，因而是優(yōu)選的。
中間涂層可以由一層或多層構(gòu)成，其能夠通過(guò)任何適宜的技術(shù)來(lái) 涂敷并彼此粘著。每一層合意地包括本文所述的用于中間涂層的材 料，并且可以通過(guò)本文所述的用于中間涂層的技術(shù)來(lái)涂敷。
在選擇中間涂層的材料和厚度時(shí)，需要合意地考慮下面的一個(gè)或
多個(gè)事項(xiàng)。中間涂層的材料和厚度優(yōu)選促進(jìn)氧化鋁外涂層對(duì)金屬基體 的粘著。因此，較之外涂層對(duì)相同基體的直接粘著(即沒(méi)有中間涂層)， 外涂層的材料和厚度合意地提高外涂層對(duì)金屬基體的間接粘著。測(cè)定
陶瓷涂層在金屬上粘著的普通放過(guò)包括刮擦和切痕試驗(yàn)。適宜的試驗(yàn)
描述于例如Steinmaim等人，Thin Solid Films 154:333-349 ( 1987 )， Jindal等人，Thin Solid Films 154:361-375 ( 1987)， Vidakis等人， Journal of Materials Processing Technologies 143-144:481-485 (2003)，和the German standard VDI 3198。理想地，中間涂層的材
料和厚度提供了一種或多種物理或化學(xué)性質(zhì)(例如熱膨脹系數(shù)、彈性 模數(shù)、晶體結(jié)構(gòu)和/或化學(xué)相容性)，這些性質(zhì)在金屬基體與氧化鋁外 涂層的物理或化學(xué)性質(zhì)之間，以便提供這些性質(zhì)在醫(yī)療植入物裝置或 其組件的表面上的轉(zhuǎn)變梯度。同樣合宜地，在制備和/或植入患者體內(nèi) 后，中間涂層的材料和厚度提高外涂層對(duì)磨損和剪切抵抗力力(相對(duì) 于沒(méi)有中間涂層的外涂層的抵抗力)。
氧化鋁(也稱(chēng)作人1203或礬土)涂層粘著到中間涂層的至少一部 分上。對(duì)外涂層如此命名，是因?yàn)檩^之金屬基體和位于金屬基體和外 層涂層之間的中間涂層，外涂層在醫(yī)療植入物裝置或其組件的最外 面。氧化鋁可以是任何適宜的氧化鋁。合宜地，氧化鋁是在生物相容 和熱力學(xué)穩(wěn)定的a-相，具有下述晶體結(jié)構(gòu)具有六方密堆積氧原子和 鋁原子，占據(jù)八面體晶格空隙的三分之二。外涂層優(yōu)選包括單一相a 氧化鋁的層。a相不同于亞穩(wěn)K-相和Y-相氧化鋁。據(jù)報(bào)導(dǎo)，當(dāng)植入患 者體內(nèi)時(shí)，這些氧化鋁的不太穩(wěn)定的形式可能會(huì)溶解。參見(jiàn)例如Toni 等人，J爿,腸/;/fl鄉(xiāng)，9:4 ( 1994)。
外涂層可以是任何適宜的厚度。外涂層合意地具有厚度約1 fim 或以上，例如約1.5 nm或以上，約2jun或以上，約2.5 fim或以上， 約3nm或以上，約3.5nm或以上，或約4jim或以上，或約5 jim或 以上。通常，外涂層厚度的上限是由若干因素決定的，這些因素可以 (但不是必要)包括生產(chǎn)成本、涂層粘著力、剩余應(yīng)力、抗刮擦和抗 切痕性、以及基體抗疲勞性和涂層抗疲勞性。外涂層典型地具有厚度 約100pm或以下，約50jim或以下，約40fim或以下，約30 jim或 以下，約20fim或以下，或約10nm或以下。外涂層合宜地具有厚度 約15nm或以下，例如約12 nm或以下，約10 jun或以下，或者約9 fun 或以下，或者約8nm或以下。
外涂層是通過(guò)物理汽相淀積(PVD)到中間涂層的至少一部分上 而淀積并粘著到中間涂層上的。PVD技術(shù)包括離子電鍍、電弧放電蒸
發(fā)、激活反應(yīng)性蒸發(fā)(ARE)和磁電管?chē)姙R技術(shù)。通過(guò)反應(yīng)性蒸發(fā)和 反應(yīng)性噴賊氧氣氛圍中的鋁金屬靶，并且直接噴濺氧化物靶，來(lái)淀積 PVD氧化鋁膜。優(yōu)選的PVD技術(shù)包括離子磁電管?chē)姙R、脈沖磁電管 噴濺、RF磁電管?chē)姙R和AC磁電管?chē)姙R。如本文所用，PVD技術(shù)不 包括離子束輔助淀積(IBAD)。 PVD設(shè)備和服務(wù)可以購(gòu)自Teer Coatings, Ltd ( Droitwich， Worcestershire, England )和Balzers AG, Principality of Liechtenstein,而且，PVD技術(shù)描述于Seino等，J Vac. Sd. Tech., A20: 634-637 (2002)， Kelly等人，J Vac. Sci. Tech.， A17: 945-953 (2002)， Zywitzki等人，Surface & Coatings Tech., 94-95: 303-308 ( 1997)， Zywitzki等人，Surface & Coatings Tech., 86-87: 640-647 ( 1996 )，和U.S.專(zhuān)利6,210,726。
通常PVD可以在相對(duì)較低的溫度下使用。雖然穩(wěn)定的a相氧化 鋁涂層的形成需要將被涂層的基體加熱，但所需要的溫度通常低于熱 CVD所采用的溫度，盡管a-相氧化鋁涂層是在1000°C以上形成的 (Prengel等人，Surf Coat. Tech" 68-69:217 ( 1994))。因此，例如， 穩(wěn)定的a相氧化鋁涂層可以通過(guò)PVD，用約1000。C以下，例如約950。C 以下，約900°C以下，或者約850°C以下的溫度進(jìn)行涂敷。用PVD， a-相氧化鋁涂層可以在溫度范圍約500°C-約850°C之間，例如約 700。C-約800。C之間，約600。C-約700。C中間，或者約500。C-約600。C之間進(jìn)行涂敷。用于PVD的溫度降低，還可以使涂層/基體 系統(tǒng)的機(jī)械性質(zhì)最優(yōu)化。
PVD能夠用于制備對(duì)支承使用有利的具有精細(xì)表面加工的非常細(xì) 密紋理的氧化鋁涂層。醫(yī)療植入物裝置或其組件的支承表面通常需要 拋光，以將支承表面之間的摩擦力和之間聯(lián)接之間的磨損率最小化。 需要較少或不需要涂層后拋光的細(xì)密紋理的氧化鋁涂層是有利的，因 為有確定的拋光能夠在造成涂層微結(jié)構(gòu)中的表面缺陷，并且導(dǎo)致植入 物上的涂層厚度的不均勻，兩者都會(huì)降低性能。
本發(fā)明還提供了制備本發(fā)明醫(yī)療植入物裝置或其組件的方法。該 方法包括(i)提供包含除鋼以外的金屬基體的醫(yī)療植入物裝置或其組 件，所述基體包含表面，(ii)將除氧化鋁以外的材料的中間涂層施加 到基體表面，以及(Hi通過(guò)物理汽相淀積將氧化鋁外涂層淀積到中間 涂層的至少一部分上。方法的各種原理如前面本發(fā)明醫(yī)療植入物裝置 或其組件的上下文中所描述。
所有參考文獻(xiàn)，包括本文引用的出版物、專(zhuān)利申請(qǐng)和專(zhuān)利，特此
在整體上引用作為參考。
在描述本發(fā)明的上下文(特別是在下面的權(quán)利要求的上下文)中， 本發(fā)明術(shù)語(yǔ)"一個(gè)"和"一種"和"該"以及類(lèi)似指示的使用，除非本文另 外指明或明顯地與上下文相矛盾，解釋為包括單數(shù)和復(fù)數(shù)。術(shù)語(yǔ)"包 含"、"具有"、"包括"和"含有"，除非另外指示，解釋為開(kāi)放式術(shù)語(yǔ) (即意思是"包括但不限于")。本文中，值的范圍的列舉，除非本文 另外指出，僅是作為單獨(dú)提到屬于范圍內(nèi)的每一個(gè)別的值的方法，并 且如同其被單獨(dú)列舉一樣，將每一個(gè)別的值引用到本說(shuō)明書(shū)中。除非
本文另外指明或明顯地與上下文相矛盾，本文描述的所有方法可以任 何適宜的次序進(jìn)行。本文提供的任何和所有實(shí)例和示例性語(yǔ)言(例如 "例如")的使用，除非另外主張，僅是意圖更好地例證說(shuō)明本發(fā)明， 而不是對(duì)本發(fā)明的范圍施加限制。在說(shuō)明書(shū)中沒(méi)有任何語(yǔ)言應(yīng)當(dāng)解釋 為表明實(shí)施本發(fā)明所必需的任何非要求保護(hù)的要素。
本文描述的本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案，包括本發(fā)明者所知的施事本 發(fā)明的最后方式。對(duì)于閱讀了上面描述的本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，優(yōu) 選實(shí)施方案的各種變化是顯而易見(jiàn)的。并發(fā)明者期待本領(lǐng)域的技術(shù)人 員適當(dāng)?shù)厥褂眠@樣的變化，并且并發(fā)明者意圖以不同于本文特別描述 的方式實(shí)施本發(fā)明。因此，本發(fā)明包括適用的法律所允許的于此附加 的權(quán)利要求中詳述的所有修改和等同方案。而且，除非本文另外指明 或明顯地與上下文相茅盾，其所有可能的變化的中的上述原理的任何 聯(lián)合，都包括在本發(fā)明之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.醫(yī)療植入物裝置或其組件，包括(a)除鋼以外的包含表面的金屬基體，(b)粘著到基體表面上的除氧化鋁以外的材料的中間涂層，和(c)通過(guò)物理汽相淀積而淀積在中間涂層的至少一部分上的氧化鋁外涂層。
2. 權(quán)利要求1的醫(yī)療植入物裝置或組件，其中外涂層包含a-氧化鋁。
3. 權(quán)利要求1的醫(yī)療植入物裝置或組件，其中金屬基體包含選自鈷、鈷合金、鈦、鈦合金及其混合物的生物相容性金屬或金屬合金.
4. 權(quán)利要求1的醫(yī)療植入物裝置或組件，其中金屬基體包含鈷鉻合金或鈦合金。
5. 權(quán)利要求1的醫(yī)療植入物裝置或組件，其中金屬基體包含 Co-28Cr-6Mo、 Ti-3A1-2.5V或Ti-6A1-4V。
6. 權(quán)利要求1的醫(yī)療植入物裝置或組件，其中中間涂層包括選自下列的材料氮化鋁鈦(TiAlN)、氮化鋁鉻(CrAIN)、氮化鋁(A1N)、 碳氮化鈦(TiCN )、氮化鈦(TiN )、氧化鉻(Cr203 )、鋁化鈦(TiAI )、 氮化鉻(CrN)及其組合。
7. 權(quán)利要求1的醫(yī)療植入物裝置或組件，其中所述裝置是用于膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)的假體裝置或者關(guān)節(jié)聯(lián)接推骨節(jié)段。
8. 權(quán)利要求l的醫(yī)療植入物裝置或組件，其中裝置是包含股骨部分的膝關(guān)節(jié)或髖關(guān)節(jié)替代假體， 股骨部分包括用于接觸(i)脛骨近端關(guān)節(jié)表面或(ii)號(hào)臼杯的支承表面，并且支承表面的至少一部分是基體表面。
9. 權(quán)利要求8的醫(yī)療植入物，其中金屬基體包含Co-28Cr-6Mo、 Ti-3A1-2.5V或Ti-6A1-4V，并且中間涂層包含選自下列的材料氮化鋁鈦(TiAlN)、氮化鋁鉻 (CrAIN)、氮化鋁(A1N)、碳氮化鈦(TiCN )、氮化鈦(TiN )、氧 化鉻(Cr203)、鋁化鈦(TiAl)、氮化鉻(CrN)及其組合。
10. 權(quán)利要求l的醫(yī)療植入物，其中外涂層包含至少lμm厚的氧化鋁，并且較之沒(méi)有中間涂層，外涂層對(duì)基體表面的粘著力通過(guò)中間涂層得 到改善。
11. 制備醫(yī)療植入物裝置或其組件的方法，所述方法包括(i) 提供包含除鋼以外的金屬基體的醫(yī)療植入物裝置或其組 件，所述基體包含表面，(ii) 將除氧化鋁以外的材料的中間涂層施加到基體表面，并且(iii) 通過(guò)物理汽相淀積將氧化鋁外涂層淀積到中間涂層的至 少一部分上。
12. 權(quán)利要求ll的方法，其中外涂層包含α-氧化鋁。
13. 權(quán)利要求ll的方法，其中金屬基體包含選自鈷、鈷合金、鈦、 鈦合金及其混合物的生物相容性金屬或金屬合金。
14. 權(quán)利要求ll的方法，其中金屬基體包含鈷鉻合金或鈦合金。
15. 權(quán)利要求11的方法，其中金屬基體包含Co-28Cr-6Mo、 Ti-3A1-2.5V或Ti-6A1-4V。
16. 權(quán)利要求ll的方法，其中中間涂層包括選自下列的材料氮 化鋁鈦(TiAlN )、氮化鋁鉻(CrAIN )、氮化鋁(A1N )、碳氮化鈦(TiCN )、 氮化鈦(TiN)、氧化鉻(Cr203 )、鋁化鈦(TiAl)、氮化鉻(CrN ) 及其組合。
17. 權(quán)利要求11的方法，其中所述裝置是用于膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)、 肘關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)的假體裝置或者關(guān)節(jié)聯(lián)接推骨節(jié)段。
18. 權(quán)利要求ll的方法，其中 裝置是包含股骨部分的(i)膝或(ii)髖替代假體， 股骨部分包括用于接觸(i)脛骨近端關(guān)節(jié)表面或(ii)髖臼杯的支承表面，并且支承表面的至少 一部分是基體表面。
19. 權(quán)利要求18的方法，其中金屬基體包含Co-28Cr-6Mo、 Ti-3A1-2.5V或Ti-6A1-4V,并且 中間涂層包括選自下列的材料氮化鋁鈦(TiAlN)、氮化鋁鉻 (CrAIN )、氮化鋁(A1N )、碳氮化鈦(TiCN )、氮化鈦(TiN )、氧 化鉻(Cr203)、鋁化鈦(TiAl)、氮化鉻(CrN)及其組合。
20.權(quán)利要求ll的方法，其中外涂層包含至少llim厚的氧化鋁，并且較之沒(méi)有中間涂層，外涂 層對(duì)基體表面的粘著力通過(guò)中間涂層得到改善。
全文摘要
本發(fā)明涉及醫(yī)療植入物裝置或其組件，所述醫(yī)療植入物裝置或其組件包括金屬基體、中間涂層和氧化鋁外涂層，以及制備所述醫(yī)療植入物裝置或其組件的方法。
文檔編號(hào)A61L27/00GK101172167SQ20061014329
公開(kāi)日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2006年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月3日
發(fā)明者B·史密斯, R·奧弗霍爾澤 申請(qǐng)人:德普伊產(chǎn)品公司