[发明专利]多孔植入物颗粒或粒料

说明书

发明领域

本发明涉及处于至少一种颗粒或粒料形式的、具有抗炎或抗菌作用或二者兼备的植入物，该植入物旨在用于植入人或动物体内。 

发明背景 

已知体内的手术和伤口经常引起炎症和/或感染，这种情况也与植入有关，尤其与骨组织有关，例如髋关节以及牙科应用。 

当钛暴露在空气或水中时，自发地形成一个氧化物层。这种自发形成的氧化物层是4-10nm厚，并且主要地包括TiO₂、Ti(IV)，其中有较小量的Ti(III)以及Ti(II)存在于氧化物中(见参考文献1、3以及4)。 

钛的抗炎以及抗菌作用是基于在其表面的TiO₂的化学特性，并且能以几种不同的方式起作用，这些方式均与所暴露的表面积有关。如先前所示(参考文献2)，TiO₂具有直接清除ROS(活性氧类)的能力。一个可能的机理是经过了一组催化氧化还原反应，这些反应已经被提出是用于二钛氧化物表面上的过氧化氢、超氧化物以及过氧化亚硝酸盐的断裂(参考文献2以及5)： 

2TiO₂+2O₂^-+2H⁺→Ti₂O₃+2O₂+H₂O      (1a) 

2TiO₂+H₂O₂→Ti₂O₃+O₂+H₂O           (1b) 

Ti₂O₃+OONO^-→2TiO₂+NO₂^-            (2a) 

Ti₂O₃+H₂O₂→2TiO₂+H₂O              (2b) 

关于钛的抗菌作用的特别引起兴趣的是TiO₂也可以直接与H₂O₂反应并且在该氧化物表面形成一种Ti-过氧基凝胶(TiOOH(H₂O)_n)的可能性。ESR(电子自旋共振)测量法也已经表明超氧化物基存在于Ti-过氧基凝胶内，这指示超氧化物在该凝胶内的截留或在Ti-过氧基凝胶内超氧化物和Ti(IV)之间的直接反应(参考文献5-7)。类似于Ti-过氧基凝胶的络合物还可以在TiO₂和过氧亚硝酸盐之间形成。近来表明，过氧亚硝酸(过氧亚硝酸盐的质子化的形式)(pK_a＝6.8)与Ti(IV)在酸性条件下形成类似于Ti-过氧基凝胶的一种络合物(参考文献8)。此外，有时在钛植入物周围的组织内发现的蓝色调表明了Ti(IV)与ROS反应并且形成稳定的 Ti(III)络合物(见参考文献9)。还已经表明，在植入物上的钛氧化物层的厚度随着在活体内的时间而增加(参考文献10)，这表明Ti金属可能起用于氧类的消除物的作用。所有的这些反应可能与发生在TiO₂表面的ROS的直接断裂以及相关的抗炎作用有关。 

已经报告了钛(即具有一个钛氧化物表面层的钛金属)用来减轻炎症(Overgaard，Danielsen et al.1998)并且也报告了是比其他材料对感染是更不易感的(Johansson，Lindgren et al.1999)。还有一些描述钛的独特性质的报告，这些特性归因于钛与活性氧类(ROS)的化学相互作用。钛的催化特性已经证明是与表面上的钛氧化物在仅由钛氧化物构成的表面上存在有关的(Sahlin 2006 et al)。例如描述在Bjursten等人的美国专利申请号2005074602中描述了这种催化性质，并且这还描述在具有抗炎的(Larsson，Persson et al.2004)以及杀菌特性(Tengvall，Homsten et al.1990)的钛的过氧化物的生成中(Tengvall，Elwing et al.1989；Tengvall，Lundstrom et al.1989)。因此，钛的以上有益特性似乎是和它与活组织环境的化学相互作用相关的。