[发明专利]具有粗糙表面的开孔金属植入体和使开孔金属植入体粗糙化的方法

说明书

相关申请

[0001]本申请要求2008年6月30日提交的美国专利申请号 61/076,861的优先权，其公开内容整体引入此处。

技术领域

[0002]本申请尤其涉及具有粗糙化表面的开孔金属医用植入体和使 开孔金属植入体的表面粗糙化的方法。更特别地，本申请涉及其中该开 孔金属植入体包含钛(纯的或合金形式的，更特别地为烧结钛粉末)以 及其中该植入体意于用作整形外科植入体的这种植入体和方法。

背景技术

[0003]整形外科植入体已经用于关节替代，例如在全膝关节成形术、 全臀关节成形术和肩关节成形术中、在脊柱外科和外伤看护中。对于整 形外科植入体存在多个长期追求的设计标准，包括(1)该植入体应当 具有长使用寿命，不会丧失功能或引发任何不利的过程反应；(2)该 植入体应当恢复其植入的骨头的正常功能；和(3)该植入体应当可在 工业规模上生产。在试图满足前述标准中，不仅该植入体应当支撑通常 具有波动性质的施加的荷载，而且植入体和骨头之间的界面也应当经受 该荷载需求。

[0004]总的来讲，已经有了两种用于实现在植入体/骨头界面处固定 的方法：将该植入体用水泥固定就位和不用水泥将该植入体固定到骨头 内。对于带水泥的应用，通常使用塑性水泥(例如聚甲基丙烯酸甲酯) 用于将植入体固定到骨头上，以及用于改进该植入体和该骨头之间的配 合。对于不带水泥的应用，通过摩擦配合实现短期固定，通过骨头长入 到植入体内来实现长期固定；为了实现骨头长入，植入体已经具有与骨 头配合且引起骨头长入的不规则表面，使得在一段时间之后，该假体变 得整合到骨头结构中。

[0005]已经使用了数种技术来产生具有不规则表面的植入体。通常， 该植入体在实心金属基体上具有金属元件(例如珠子)的涂层以产生多 孔表面。典型的这种涂层是美国专利号3855638、4206516、4156943和 4612160中公开了的那些。美国专利号5368881和5658333显示了使用 非球形粉末来制备用于修复假体的粗糙化表面。

[0006]可以通过例如喷砂处理使这种多孔不规则表面粗糙化；然而， 喷砂处理会通过损害基体表面层上的金属元件(例如珠子)而造成表面 形态的显著改变。其他机械粗糙化技术(例如刮擦或毛刺研磨(burr grinding))也可以使用。这些技术也可能存在缺点，包括基体变形、 除去过量的材料、不能或难以粗糙化某些表面、和不一致的表面粗糙化。 多孔表面也可以通过蚀刻而粗糙化，如例如名称为“Implants with textured surface and methods for producing the same”的美国专利申请公 开号20060289388A1和名称为“Metallic implants having roughened surfaces and methods for producing the same”的美国专利申请公开号 20040167633中教导的那样。

[0007]还有的植入体包含完全多孔或开孔的金属结构。例如，有不 需要金属基体的钽金属开孔金属结构(“Trabecular Metal”)。在其他 金属中也可以获得其他开孔金属结构；例如美国专利申请号 20060002810A1和美国专利号6849230、5104410和3852045(整体通过 引用结合进来)公开了由粉末金属制成的多孔金属植入体。美国专利申 请序列号11/677,140(整体通过引用结合进来)也公开了由金属粉末制 成的多孔金属植入体。无论是由烧结金属丝网、烧结金属粉末还是一些 其他材料制成，这种植入体在几乎整个结构上都可以是多孔的(即该植 入体的至少一个横截面全部是开孔的)，此处称作“开孔金属植入体”。 当这些植入体包含钛时(即当该植入体是由钛或钛合金制成的时)，这 种开孔金属植入体在此处称作“开孔钛植入体”。当由粉末金属制成时， 这种开孔金属植入体在此处称作“开孔烧结粉末金属植入体”。当由包 含钛的粉末金属制成时(即当该粉末金属包含钛或钛合金时)，这种开 孔烧结粉末金属植入体在此处称作“开孔烧结钛粉末植入体”。