生物材料及其實(shí)現(xiàn)方法
【專(zhuān)利摘要】多孔生物相容性復(fù)合生物材料，其可用作藥物遞送系統(tǒng)或隔離物或骨替代物(例如用于填充骨腔隙或用于替代骨組織的損傷部分，或用于固定多種類(lèi)型的假體，或用于使被例如骨質(zhì)疏松等疾病削弱的骨增厚)，所述生物材料包含適于形成多孔結(jié)構(gòu)基質(zhì)的組分和可溶性組分，其中所述可溶性組分是粉末和顆?；蚱渌?lèi)似團(tuán)塊的形式，從而在被所述生物材料所占據(jù)的整個(gè)體積內(nèi)具有機(jī)械支持特性和骨誘導(dǎo)及骨引導(dǎo)特性；用于獲得所述生物材料的方法。
【專(zhuān)利說(shuō)明】生物材料及其實(shí)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及可用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的生物材料，其具有與生物系統(tǒng)(其中所述生物系統(tǒng)與所述生物材料交界(interface))的高整合特性、生物誘導(dǎo)(bioinductivity)及生物引導(dǎo)(bioconductivity)特性。
[0002]本發(fā)明還涉及用于獲得具有與生物系統(tǒng)(其中所述生物系統(tǒng)與所述生物材料交界)高整合特性、生物誘導(dǎo)及生物引導(dǎo)特性之生物材料的方法。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)
[0004]基本上用于固定假體(prosthesis)或用作骨替代物的陶瓷和/或聚合物生物材料目前在生物材料領(lǐng)域中(特別是可用在矯形和外科手術(shù)領(lǐng)域中)最為常用，用于填充多種來(lái)源和類(lèi)型的腔(cavity)或腔隙(lacuna)。
[0005]這樣的聚合物生物材料包括例如可由聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate, PMMA)和甲基丙烯酸甲酯(methylmethacrylate, MMA)構(gòu)成的丙烯酸骨粘固劑(acrylic bone cement),以及可吸收性粘固劑,后者用于需要它們進(jìn)行的支持功能隨時(shí)間而受限的情況下。
[0006]陶瓷生物材料通常是由通過(guò)強(qiáng)鍵連接在一起的一系列有序的單元(element)構(gòu)成的多晶聚集體(polycrystalline aggregate)。這樣的陶瓷生物材料可以是生物活性的，即在生物組織中當(dāng)發(fā)生化學(xué)和物理過(guò)程后誘導(dǎo)對(duì)生物材料/生物組織界面的響應(yīng)。
[0007]活性的陶瓷生物材料包含例如磷酸鈣鹽(calcium phosphate salt, CPC),其中最常用的是具有高生物相容性和理想生物引導(dǎo)性的羥基磷灰石(hydroxyapatite, HA)、α-憐酸三鈣(alpha-tricalcium phosphate`, a -TCP)和 β-憐酸三鈣(beta-tricalciumphosphate, β -TCP)。
[0008]然而，這樣的材料顯示了一些缺點(diǎn)。
[0009]丙烯酸粘固劑具有最佳的機(jī)械性能，其能確保功能性植入物甚至持續(xù)二十年。然而，它不能與骨組織產(chǎn)生化學(xué)鍵，并且其機(jī)械抗性(mechanical resistance)主要基于與假體和骨之交界面上的摩擦；另外，它不能被吸收。
[0010]雖然是生物相容的并且可至少部分地被吸收，磷酸鈣粘固劑卻顯示了差的機(jī)械抗性。
[0011]用于生產(chǎn)具有預(yù)先設(shè)計(jì)和確定的預(yù)定孔隙(porosity)的生物相容性聚合物/陶瓷復(fù)合材料的方法也是已知的。
[0012]這樣的方法包括:第一步，準(zhǔn)備陶瓷生物材料在水中的懸浮液；第二步，從該懸浮液中獲得包含期望量水的陶瓷生物材料的壓緊物(compact);以及第三步，將該壓緊物與聚合物材料和/或液體單體混合。
[0013]通過(guò)上述專(zhuān)利申請(qǐng)所述的方法中獲得的復(fù)合材料，以及可以在制備階段之后的階段中溶解的基于聚合物基質(zhì)和顆粒的其他生物材料(例如，磷酸鈣)將(例如磷酸鈣的)生物相容性和可吸收性的特性與聚合物粘固劑的機(jī)械抗性相組合。
[0014]然而，用于獲得此類(lèi)材料的方法極其復(fù)雜和困難，并且目前還沒(méi)有產(chǎn)生任何商業(yè)產(chǎn)品；另外，雖然具有潛在的骨誘導(dǎo)性和骨引導(dǎo)性，聚合物/陶瓷材料僅允許在其最外部和表面區(qū)域的骨定植(colonization),并且它們不能獲得完全的深入的骨定植。
[0015]已知當(dāng)被置于有活力的骨組織中時(shí)，只有在所述生物材料中的腔具有大于100微米的尺寸時(shí)，合適孔隙的生物材料才被所述組織侵入。
[0016]相反，當(dāng)非多孔的生物材料被置于骨組織中時(shí)，在生物材料和骨組織之間的交界面產(chǎn)生纖維組織覆蓋(fibrous tissue cover)(被稱(chēng)為纖維鞘(fibrous sheath))。
[0017]所述纖維鞘的形成使生物材料與骨隔離，阻止其整合及再生，因此是有害的，這還歸因于這樣的事實(shí):以這樣方式所述鞘構(gòu)成了粘固劑與骨之間的中斷(interruption)或間斷(discontinuity),并阻礙了承受高機(jī)械負(fù)荷的可能性。
[0018]為了對(duì)抗所述纖維鞘的出現(xiàn)，最標(biāo)準(zhǔn)的方法是使用這樣的生物材料，其具有適于接納新形成之骨組織的表面腔。新形成的骨植入到這樣的孔隙中從而改善生物材料與骨組織之間的附著。
[0019]然而，如圖1所示，由于伸展的孔隙不具有大于100微米的腔，目前使用的和上文所述的解決方案未獲得期望的組織再生和植入。
[0020]例如，由于由尺寸為200和500微米的大互通腔(large intercommunicatingcavity)所賦予的很大程度上伸展的孔隙，一些材料(例如陶瓷材料)能夠獲得材料內(nèi)(但不利于機(jī)械抗性)的組織再生。因此，此類(lèi)生物材料的使用限于不經(jīng)受直接負(fù)荷的骨填充物。事實(shí)上，此類(lèi)材料被用作顱假體，然而如果遭受沖擊或負(fù)荷，則可能破碎，即便在這樣的人體部位也無(wú)法確保所需的合適的抗性特征。
[0021]先前描述的生物材料不滿(mǎn)足適于支持以及可加快此類(lèi)組織生長(zhǎng)的所有要求。
[0022]因此，出現(xiàn)了提供這樣的生物材料的需求:其用于矯形領(lǐng)域、牙科等，能夠允許與其交界的組織再生，同時(shí)具有良好的機(jī)械抗性。所述組織特別是骨組織。
`[0023]事實(shí)上，組織再生需要生物材料所賦予的合適的支持，如先前所述，所述生物材料需要具有針對(duì)待再生組織的引導(dǎo)及誘導(dǎo)特性。
[0024]發(fā)明目的
[0025]因此，本發(fā)明的目的在于改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)。
[0026]在這樣的技術(shù)任務(wù)之內(nèi)，本發(fā)明的目的在于提供不會(huì)在組織中或在全身水平上產(chǎn)生不良反應(yīng)的適于與有生命的組織(organic tissue)交界的生物材料。
[0027]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供具有生物誘導(dǎo)及生物引導(dǎo)(特別是骨誘導(dǎo)及骨引導(dǎo))特性的生物材料。
[0028]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供這樣的生物材料，其適于允許與其接觸的有生命的組織定植其中，同時(shí)確保良好的機(jī)械抗性特性。
[0029]這些和另一些目的均通過(guò)根據(jù)所附權(quán)利要求1至13中一項(xiàng)或更多項(xiàng)所述的生物材料來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0030]在這樣的【技術(shù)領(lǐng)域】?jī)?nèi)，提供用于獲得適于與有生命的組織交界而不在所述組織中或在全身水平上產(chǎn)生不良反應(yīng)的生物材料的方法構(gòu)成本發(fā)明的一個(gè)目的。
[0031]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供用于獲得具有生物誘導(dǎo)及生物引導(dǎo)(特別是骨誘導(dǎo)及骨引導(dǎo))特性的生物材料的方法。
[0032]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供用于獲得這樣的生物材料的方法，所述生物材料適于允許與其接觸的有生命的組織定植其中，同時(shí)確保良好的機(jī)械抗性特性。
[0033]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供使用目前可市購(gòu)材料的可被臨床醫(yī)師和技術(shù)人員容易地獲得的方法。
[0034]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供廉價(jià)的方法。
[0035]這些和另一些目的通過(guò)根據(jù)所附權(quán)利要求14至24中一項(xiàng)或更多項(xiàng)所述的用于獲得生物材料的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0036]通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的生物材料實(shí)現(xiàn)的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是具有以至少兩種形式存在的可能性:固體形式，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)可通過(guò)普通的矯形設(shè)備預(yù)成型和調(diào)整大小，或者糊狀流體形式，其可通過(guò)已知的注射器、刀具(blade means)等注射或施用到預(yù)定的位置(seat)上。
[0037]另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于可通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)以及經(jīng)培訓(xùn)使用該技術(shù)的臨床醫(yī)師公知的技術(shù)施用根據(jù)本發(fā)明的生物材料，因此不需要再培訓(xùn)人員來(lái)使用和施用這樣的生物材料。
[0038]另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于可始于常用材料并且使用對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)通常能夠獲得的儀器和輔助設(shè)備來(lái)獲得根據(jù)下述發(fā)明的生物材料。
[0039]通過(guò)用于獲得根據(jù)本發(fā)明的生物材料的方法實(shí)現(xiàn)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可適用于本領(lǐng)域技術(shù)人員可獲得的且已知的材料。
[0040]用于獲得根據(jù)本發(fā)明的生物材料的方法的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是即便使用本領(lǐng)域通常很少使用的、低成本的材料，也可賦予獲得組織再生所需的特性。
[0041]附圖簡(jiǎn)述
[0042]通過(guò)以非限制性實(shí)例方式提供的以下描述和附圖中，這些和另一些優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將更清楚，其中:`
[0043]圖1展示了一段骨組織和其中僅在外部的多孔部分生長(zhǎng)有新形成骨組織的現(xiàn)有技術(shù)中的聚合物-陶瓷生物材料；
[0044]圖2展示了一段骨組織和其中在所述生物材料的整個(gè)自由體積(free volume)中生長(zhǎng)有新形成骨組織的根據(jù)本發(fā)明的生物材料；
[0045]圖3展示了根據(jù)本發(fā)明的生物材料的放大的細(xì)節(jié)。
【具體實(shí)施方式】
[0046]在本公開(kāi)內(nèi)容中，術(shù)語(yǔ)生物材料用于表示能夠與旨在提高、治療或取代任何器官組織或身體功能的生物系統(tǒng)交界的任何類(lèi)型或來(lái)源的材料；術(shù)語(yǔ)生物誘導(dǎo)性用于表示生物材料引起所述生物材料與其交界組織之新形成的能力；術(shù)語(yǔ)生物引導(dǎo)性用于表示生物材料產(chǎn)生合適的支持的能力，所述支持適于允許與所述材料交界的組織之祖細(xì)胞的定植并且能夠確保其存活和增殖。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的生物材料是生物相容的復(fù)合材料，其包含適于形成多孔結(jié)構(gòu)基質(zhì)的組分。
[0048]這樣的適于形成多孔結(jié)構(gòu)基質(zhì)的組分可包括聚合物組分、純金屬組分或由合金制成和/或陶瓷組分，只要它們是生物相容的即可。
[0049]構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的生物材料的適于形成多孔結(jié)構(gòu)基質(zhì)的組分決定了所述生物材料的結(jié)構(gòu)支持并且賦予其強(qiáng)于陶瓷材料并可與經(jīng)典的丙烯酸粘固劑相媲美的良好機(jī)械特性，從而允許如在用這樣的生物材料填充椎體的情況下(例如在被稱(chēng)為椎體成形術(shù)的已知外科手術(shù)技術(shù)中)甚至直接加載施用。因此這種生物材料不是易碎的。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的生物材料還包含可溶性組分。
[0051 ] 這樣的可溶性組分可由鈣生物陶瓷無(wú)機(jī)材料(例如磷酸三鈣(tricalciumphosphate, TCP)、硫酸鈣(calcium sulfate, CS)和碳酸鈣(calcium carbonate, CC))構(gòu)成。
[0052]這樣的可溶性組分還可由其他具有溶解性和生物相容性的無(wú)機(jī)鹽(例如氯化鈉、氯化鉀或鎂鹽和鋁鹽)構(gòu)成。還可以使用可溶性有機(jī)物質(zhì)，例如多糖(如乳糖)和碳水化合物(carbohydrate)(如酰胺(amide))。這樣的可溶性組分是粉末和顆粒或其他類(lèi)似團(tuán)塊(agglomerate)的形式。
[0053]粉末形式的可溶性組分具有基本上小于100微米的尺寸，而顆粒或其他類(lèi)似團(tuán)塊形式的可溶性組分具有基本上大于100微米(并且優(yōu)選200至500微米)的尺寸。
[0054]形成根據(jù)本發(fā)明的生物材料的可溶性組分具有在與水和/或多種類(lèi)型的液體和/或生物液體接觸后溶解和/或增溶的能力:其因此被從所述生物材料中除去，留下相應(yīng)的空的空間(empty space)以形成彼此相互連接的開(kāi)放的微腔(microcavity)和宏腔(macrocavity)形式的孔隙,這使得生物材料中存在的所有腔相互連通。
[0055]源于粉末形式可溶性組分之溶解的微腔被歸為已存在于結(jié)構(gòu)基質(zhì)中的尺寸也小于100微米的“小管(canaliculi)”，其匯聚或者與所述微腔一起與所述宏腔相連接(connected)或相接合(joined)。
[0056]由于其尺寸小，所述微腔和小管使得所述生物材料的機(jī)械磨損(mechanicaldeterioration)盡可能小，并且允許存在于骨組織周?chē)纳锪黧w的毛細(xì)血管侵入以及促進(jìn)骨生長(zhǎng)所需之生長(zhǎng)因子或成骨因子的相應(yīng)遷移。這樣的因子達(dá)到源于尺寸大于100微米的顆?；蚱渌?lèi)似團(tuán)塊形式的宏腔。`
[0057]所述宏腔可以是基本上球形的。這樣的宏腔優(yōu)選地具有200至500微米的尺寸。
[0058]所述宏腔和微腔獲自可溶性組分，并且它們基本上具有所述可溶性組分的形狀。
[0059]由于其多孔性和通過(guò)毛細(xì)作用吸收液體的能力，根據(jù)本發(fā)明的生物材料可有利地用作旨在包含和施用活性成分甚至在放置的地方充當(dāng)藥物的藥物遞送系統(tǒng)。
[0060]可溶性組分在生物材料內(nèi)均勻分布；類(lèi)似地，微腔和宏腔形式的孔隙在整個(gè)生物材料中均勻地存在。
[0061]根據(jù)本發(fā)明的生物材料可以水或水溶液的形式包含百分比水平可變的水分。這樣的濕度用于確定前述結(jié)構(gòu)基質(zhì)中“小管”的形成。
[0062]所述“小管”可部分地容納可溶性組分。
[0063]根據(jù)本發(fā)明的生物材料可以安置在骨腔隙或位置中，旨在對(duì)其進(jìn)行填充以便恢復(fù)其結(jié)構(gòu)連續(xù)性。這樣的結(jié)構(gòu)連續(xù)性由生物材料內(nèi)新的骨組織的增殖而實(shí)現(xiàn)。
[0064]事實(shí)上，根據(jù)本發(fā)明的生物材料允許合成材料(如所述生物材料)與生物組織不間斷地接合。實(shí)際上，這樣的生物材料與骨組織“融合(merge)”成為其連續(xù)的和不可分離的部分，消除了類(lèi)似產(chǎn)品的典型的不連續(xù)性。
[0065] 申請(qǐng)人:進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明可根據(jù)需要促進(jìn)或阻止固體生物材料內(nèi)的骨生長(zhǎng)。特別地，為了促進(jìn)骨再生，生物材料應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足至少三個(gè)條件:1)生物材料應(yīng)被彼此相互連接的開(kāi)放的微腔覆蓋，這使得所述生物材料中存在的所有腔相互連通；所述微腔的平均尺寸通常小于100微米，應(yīng)小到足以允許通過(guò)毛細(xì)作用力填充液體；2)生物材料還應(yīng)當(dāng)包含尺寸大于100微米且基本上為球形的宏腔；3)生物材料應(yīng)被活的骨組織包圍。相反，只要沒(méi)有滿(mǎn)足前述要求中的一個(gè)就足以阻止多孔生物材料內(nèi)的骨生長(zhǎng)。
[0066]根據(jù)本發(fā)明的生物材料滿(mǎn)足這樣的要求:事實(shí)上，它具有大小合適的孔隙，除了便利且引起其中的骨再生，還能夠通過(guò)毛細(xì)作用吸收多種類(lèi)型的液體、氣體物質(zhì)和/或水或其他生物液體和/或藥物及藥用物質(zhì)。這樣的生物材料隨后能夠再次向外部遞送這樣的物質(zhì)并可從其中獲得所述物質(zhì)。此外，在顆?；蚱渌?lèi)似團(tuán)塊中的可溶性組分(和隨后的宏腔)與粉末形式的可溶性組分(隨后的微腔)交替的事實(shí)允許滿(mǎn)足生物材料的所需機(jī)械特性,所述生物材料因此可被直接加載。
[0067]在目前已知的材料中，宏腔僅存在于材料的外周區(qū)。而內(nèi)部卻只包含微腔。如可在圖1中觀(guān)察到的，這決定了僅在所用材料外周部分的骨2的組織滲透物I無(wú)法被新組織定植其中。
[0068]相反，由于粉末和顆?；蛳嗨茍F(tuán)塊形式的可溶性組分的上述均勻分布，根據(jù)本發(fā)明的生物材料3決定了在所述生物材料的表面和內(nèi)部均存在彼此相關(guān)聯(lián)并且與微腔相關(guān)聯(lián)的宏腔4。因此，如可在圖2中觀(guān)察到的，新形成的骨I的定植發(fā)生在生物材料所有的自由區(qū)域(free zone)，直到生物材料最中心部分的骨2完全整合。
[0069]圖3示出放大的生物材料3，其中觀(guān)察到了在其內(nèi)部存在一部分可溶性組分6的“小管”5。
[0070]科學(xué)試驗(yàn)表明，骨組織細(xì)胞定植根據(jù)本發(fā)明的生物材料，最初的骨組織祖細(xì)胞或成骨細(xì)胞隨著時(shí)間的推移而被轉(zhuǎn)換為骨細(xì)胞，即真正的固體的且礦化的骨組織。因此，骨組織在生物材料內(nèi)生長(zhǎng)并成熟，因此允許細(xì)胞的正確生長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)，由此深入定植所述生物材料。
[0071]此外，與之前的看法相反，已經(jīng)證明，如果存在更多的引起其增殖的內(nèi)部宏腔，SP便腔尺寸小于100微米骨組織也生長(zhǎng)`。
[0072]因此，根據(jù)本發(fā)明的生物材料是具有骨誘導(dǎo)及骨引導(dǎo)特性的生物相容性生物材料，其允許被所述生物材料所占據(jù)的整個(gè)自由體積的骨再生。因此，宏腔充當(dāng)骨樣骨組織(osteoid bone tissue)的“召回(recall) ”,所述骨樣骨組織通過(guò)微腔遷移到達(dá)宏腔。微腔也填充有新形成的骨樣組織(osteoid tissue),但僅在宏腔存在的情況下:如果不存在這樣的宏腔，骨樣組織不進(jìn)入微腔。因此，微腔與互通宏腔一起存在是獲得具有骨誘導(dǎo)及骨引導(dǎo)特性的根據(jù)本發(fā)明的生物材料的基本要求。
[0073]此外，存在這種類(lèi)型的微腔和宏腔也為先前的惰性材料賦予了前述生物活性特征。
[0074]這樣的生物材料可用于人和/或動(dòng)物，用于在斷裂的骨或在疾病(例如骨質(zhì)疏松)后被削弱的骨中的插入物，或者用于放置在通過(guò)局部治療性手術(shù)切除骨組織(例如由于腫瘤)產(chǎn)生的骨腔隙中，旨在使它們?cè)鰪?qiáng)，預(yù)防或降低進(jìn)一步削弱組織。事實(shí)上，根據(jù)本發(fā)明的生物材料刺激骨生成，因此在附近區(qū)域中產(chǎn)生新生骨。這樣的新形成持續(xù)到生物材料被完全侵入。因此，這樣的生物材料仍然牢固地固定至預(yù)先存在的骨，因此成為其能夠承受與器官相關(guān)之機(jī)械應(yīng)力的結(jié)構(gòu)部分。在另一個(gè)實(shí)施方案中，前述生物材料可添加有不透射線(xiàn)的材料，例如硫酸鋇和/或其他已知的不透射線(xiàn)的材料。[0075]根據(jù)本發(fā)明的生物材料具有可以如下形式使用的雙重可能性:預(yù)成型的固體形式或者可通過(guò)目前用于已知材料的標(biāo)準(zhǔn)方法注射的流體糊狀物(fluid paste)。
[0076]生物材料可以這兩種形式存在的事實(shí)是由適于構(gòu)成流體或預(yù)先固化形式多孔結(jié)構(gòu)基質(zhì)之組分的能力賦予的。
[0077]適于形成液體形式結(jié)構(gòu)基質(zhì)的組分具有在一段預(yù)定的時(shí)間之內(nèi)固化的能力。
[0078]流體糊狀物形式的此類(lèi)生物材料因此可被插入到擠出注射器或類(lèi)似的擠出裝置中，并且例如通過(guò)經(jīng)皮方式放置在椎骨內(nèi)。
[0079]例如可來(lái)自之前固化的流體形式或來(lái)自將其燒結(jié)的預(yù)成型的固體形式，例如20X20X20mm的平行六面體(parallelepiped)或任何其他大小或形狀的塊狀物(block)的形式，所述生物材料可容易地通過(guò)普通矯形設(shè)備來(lái)調(diào)整大小。所得的片段可有益地排列在骨腔隙中。所述生物材料將在很短的一段時(shí)間內(nèi)被新形成的骨組織定植。
[0080]因此，根據(jù)本發(fā)明的生物材料獲得了數(shù)種治療應(yīng)用。
[0081]表1描述了根據(jù)本發(fā)明的生物材料的一個(gè)實(shí)施方案并描述了所比較的多種材料的機(jī)械特性。
[0082]
【權(quán)利要求】
1.多孔復(fù)合生物材料，其是生物相容的，可用作藥物遞送系統(tǒng)或隔離物或骨替代物，例如用于填充骨腔隙或用于替代骨組織的損傷部分，或用于固定多種類(lèi)型的假體，或用于使被例如骨質(zhì)疏松等疾病削弱的骨增厚，所述生物材料包含適于形成多孔結(jié)構(gòu)基質(zhì)的組分和可溶性組分，所述生物材料的特征在于，所述可溶性組分是粉末和顆粒或其他類(lèi)似團(tuán)塊的形式，從而在被所述生物材料所占據(jù)的整個(gè)體積內(nèi)具有機(jī)械支持特性和骨誘導(dǎo)及骨引導(dǎo)特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物材料，其中所述適于形成結(jié)構(gòu)基質(zhì)的組分包含選自包含以下之組的一種或更多種組分:聚合物組分、和/或純金屬組分和/或由合金制成和/或陶瓷組分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生物材料，其中所述可溶性組分包含鈣生物陶瓷無(wú)機(jī)材料，例如磷酸三鈣和/或硫酸鈣(CS)和/或碳酸鈣(CC)，和/或其中所述可溶性組分包含其他具有溶解性和生物相容性的無(wú)機(jī)鹽，例如氯化鈉、氯化鉀或鎂鹽和鋁鹽，和/或其中所述可溶性組分包含可溶性有機(jī)物質(zhì)，例如多糖如乳糖，和/或例如碳水化合物如酰胺。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的生物材料，其中所述粉末形式的可溶性組分具有小于100微米的尺寸。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的生物材料，其中所述顆?；蚱渌?lèi)似團(tuán)塊形式的可溶性組分具有大于100微米的尺寸。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的生物材料，其中所述顆粒或其他類(lèi)似團(tuán)塊形式的可溶性組分具有200至500微米的尺寸。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的生物材料，其中所述可溶性材料當(dāng)與生物液體和/或水接觸后溶解，這 決定了構(gòu)成孔隙之空的空間的形成。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的生物材料，其中所述粉末形式的可溶性材料的溶解決定了構(gòu)成孔隙之空的空間的形成，所述孔隙由尺寸小于100微米的微腔形成。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的生物材料，其中所述顆粒或其他類(lèi)似團(tuán)塊形式的可溶性材料的溶解決定了構(gòu)成孔隙之空的空間的形成，所述孔隙由尺寸大于100微米和/或基本上為球形的宏腔形成。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的生物材料，其中所述生物材料包含不透射線(xiàn)的材料，例如硫酸鋇和/或其他已知的不透射線(xiàn)的材料。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的生物材料，其中所述適于形成多孔結(jié)構(gòu)基質(zhì)的組分是流體或固體形式。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的生物材料，其中所述包含流體形式的所述適于形成多孔結(jié)構(gòu)基質(zhì)的組分的生物材料是可注射的。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的生物材料，其中所述包含固體形式的所述適于形成多孔結(jié)構(gòu)基質(zhì)的組分的生物材料是容易通過(guò)普通矯形設(shè)備調(diào)整大小的預(yù)成型體。
14.用于獲得根據(jù)前述權(quán)利要求所述的生物相容性復(fù)合材料的方法，所述材料可用作藥物遞送系統(tǒng)或隔離物或骨替代物，例如用于填充骨腔隙或用于替代骨組織的損傷部分，或用于固定多種類(lèi)型的假體，或用于使被例如骨質(zhì)疏松等疾病削弱的骨增厚，所述方法包括以下步驟: 提供適于形成多孔結(jié)構(gòu)基質(zhì)的組分，提供粉末和顆粒或其他類(lèi)似團(tuán)塊形式的可溶性組分。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述提供所述適于形成多孔結(jié)構(gòu)基質(zhì)的組分的步驟通過(guò)提供一種或更多種選自包含以下之組的組分來(lái)實(shí)現(xiàn):聚合物組分、和/或純金屬組分和/或由合金制成、和/或陶瓷組分。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的方法，其中所述提供所述粉末和顆?；蚱渌?lèi)似團(tuán)塊形式的可溶性組分的步驟通過(guò)提供以下來(lái)實(shí)現(xiàn):鈣生物陶瓷無(wú)機(jī)材料，例如磷酸三鈣和/或硫酸鈣(CS)和/或碳酸鈣(CC)，和/或其中所述可溶性組分包含其他具有溶解性和生物相容性的無(wú)機(jī)鹽例如氯化鈉、氯化鉀或鎂鹽和鋁鹽，和/或其中所述可溶性組分包含可溶性有機(jī)物質(zhì)，例如多糖如乳糖，和/或例如碳水化合物如酰胺。
17.根據(jù)權(quán)利要求14或16所述的方法，其中所述提供所述可溶性組分的步驟通過(guò)提供以下來(lái)實(shí)現(xiàn):尺寸小于100微米的粉末形式和尺寸大于100微米并且優(yōu)選尺寸為200至500微米的顆?；蚱渌?lèi)似團(tuán)塊形式的材料。
18.根據(jù)權(quán)利要求14至17中任一項(xiàng)所述的方法，其包括將所述適于形成多孔結(jié)構(gòu)基質(zhì)的組分與所述可溶性組分混合的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求14至18中任一項(xiàng)所述的方法，其包括所述生物材料的熱聚合或固化或熱燒結(jié)的步驟。
20.根據(jù)權(quán)利要求14至19中任一項(xiàng)所述的方法，其包括以下步驟: 將所述生物材料置于與生物液體和/或水接觸 使所述可溶性組分溶解和/或增溶， 除去所述溶解的可溶性組分，由此提供空的空間，其形成由微腔和宏腔構(gòu)成的孔隙。
21.根據(jù)權(quán)利要求14至20中任一項(xiàng)所述的方法，其包括將不透射線(xiàn)的材料例如硫酸鋇和/或其他已知的不透射線(xiàn)的材料添加至所述生物材料的步驟。
22.根據(jù)權(quán)利要求14至21中任一項(xiàng)所述的方法，其包括將可具有藥物功能的化學(xué)活性成分添加至所述生物材料的步驟。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述添加步驟包括以固體粉末的形式引入所述活性成分。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述添加步驟包括以水溶液狀態(tài)引入所述活性成分。
【文檔編號(hào)】A61L24/00GK103796688SQ201080070342
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日:2010年12月14日
【發(fā)明者】喬瓦尼·法喬利, 倫佐·索菲亞蒂 申請(qǐng)人:泰克里斯公司