[发明专利]包含生物可降解的合金的可植入的医疗装置

说明书

本发明要求提交于2009年1月8日的美国临时专利申请61/143,378、提交于2009年4月10日的美国临时专利申请61/168,554，以及提交于2009年11月11日的美国临时申请61/260,363的优先权，将上述每篇申请的内容直接引入作为参考。

技术领域

本发明涉及用于制造可植入的医疗装置的生物可降解材料，具体地涉及包含金属合金的生物可降解的组合物，所述金属合金能够在首次植入时提供高强度并且被逐渐地侵蚀并且被身体组织替代。

背景技术

用于临时或半永久植入的医疗装置通常是由不锈钢制成的。不锈钢是坚固的，具有很强的承受负荷的能力，在体内具有相当的惰性，不溶于体液，并且持久耐用，即使用不了几十年，也可维持多年。然而，长效的医疗植入物并非总是期望的。许多用于固定骨骼的装置在骨骼治愈之后带来了一些问题，这是因为需要借助于随后的外科手术移除这些装置。类似地，短期装置诸如组织U形钉(tissue staple)需要在组织愈合后移去，这从根本上限制了它们的应用。

传统上，生产生物可降解材料的尝试关注聚合组合物。美国专利5,932,459描述了一个实例，涉及生物可降解的两亲性聚合物。另外一个实例描述于美国专利6,368,356中，其涉及用于医疗装置的生物可降解的聚合水凝胶。用于固定骨骼的生物可降解材料已描述在美国专利5,425,769中，涉及CaSO₄纤维胶原混合物。此外美国专利7,268,205描述了生物可降解的聚羟基烷基酸酯在制造骨骼紧固件例如螺钉中的用途。然而，迄今为止开发出的生物可降解的聚合物材料中没有一种能够在该材料必须要承受高强度的负荷的时候，需要该材料在植入过程中可塑地变形的时候，或需要该材料具有任何其它金属的天然特性的时候显示出足够的强度从而能够适当地使用。例如，美国专利7,268,205中描述的聚羟基烷基酸酯组合物本身不具有足够的强度来承受重量并且必须通过暂时地固定骨骼部分(bone segments)来增强之。此外，由于在应力作用下的材料部分倾向于变得更加具有反应活性从而导致承受负荷部位优先发生溶出和分解，生物可降解的聚合材料倾向于以比其降解快的多的速率失去强度。

由此，金属，特别是钢，优选用于构建许多医疗植入物。钢的性能特征贴切地满足了许多承受负荷的医疗装置的力学上需要。然而普通的钢化合物，不像不锈钢那样，会在生物液体中降解，因而不适合用于生物可降解的可植入的医疗装置。这是因为，每次一分子或分子组可容易地被机体处理掉，普通钢不会以可预测的方式发生降解。相反，普通钢由于它们的大晶粒结构，倾向于由于在晶粒边界的初级降解来分解，导致医疗装置内出现裂缝和缺口，随后是强度和完整性的快速损耗以及微粒化(particulation)。医疗装置的微粒化是极度危险的，因为它导致了装置的小碎片遗留在植入区域并且寄留于其它组织，在此它们可导致包括器官衰竭、心脏病发作和中风在内的严重损伤。将普通钢用于可植入的医疗装置也因以下的事实而变得复杂：普通钢典型地包括在体内释放时对身体有害的合金元素。

本领域仍旧存在开发具有与钢相关的期望特性但同时也是生物可降解的可植入的医疗装置的需要。

发明内容

本发明部分基于以下的发现：某些具有例如细微粒、基本上为奥氏体结构的金属合金随时间而发生生物降解，而不产生栓子(emboli)。本发明也部分基于以下发现：某些具有基本上马氏体结构的金属合金随时间而发生生物降解，而不产生栓子。这样的合金适合于制造生物可降解的、可植入的医疗装置。

相应地，在一个方面，本发明提供了可植入的医疗装置，其包括从其外表面逐渐溶出(dissolve)的生物可降解的合金。在某些具体实施方案中，合金从外表面溶出的速率在其整个外表面上的光滑部分(例如，基本上为平面、凹面或凸面的表面)是基本上均匀的。在某些具体实施方案中，合金具有细晶粒、基本上奥氏体的结构。在相关的具体实施方案中，合金具有优先不在晶粒边界降解的基本上奥氏体的结构。在其它具体实施方案中，合金具有基本上马氏体的结构。