[发明专利]多孔生物材料表面活化方法

说明书

本发明涉及陶瓷植入物和整形假体领域。更具体地说，本发明涉及一种多孔生物材料表面活化方法，其通过涂覆磷灰石(apatitic)纳米晶体层来提高它们的表面活性。

磷钙类(phosphocalcic)陶瓷在大约二十年前首次出现在生物材料领域。它们使得可以弥补生物移植(自体移植(亦称自生或自体同源移植)、同种异体移植(亦称外源或异体同源移植)和异种移植)的缺陷，同时促进骨骼再造。实际上，自体移植需要在给位进行第二外科手术；通常，它们仅仅允许小体积的填充，因为可利用的组织量少，所述组织有时质量差，特别是在老年患者中，并且它们伴有一定的发病率。同种异体移植会导致经常减少的再移植[Enneking W.F.，Journal of bone and joint surgery，73-A，8，1123～1141，1991]和感染风险，这造成了在一些患者中碰到的大量骨质溶解。

因此，外科医生(整形、颔面修补、塑形或牙科)通常会使用合成陶瓷，因为骨骼物质的损失需要填充。

羟基磷灰石(HA)和磷酸三钙(TCP)是生物材料领域两种最广泛使用的磷酸钙[Li shihong，DE Groot Klaas，Layrolle Pierre，Van Blitterswijk Clamens，De Wijn Joost；Porous ceramic body，美国专利US6,479,418，2002]，但这两者具有非常不同的物理-化学性质。

羟基磷灰石可以被认为是可溶性最小的磷酸钙之一，且其是一种非生物可再吸收的生物材料。因此，羟基磷灰石常用于涂覆金属假体以增强材料的生物结合。TCP对其来说可溶性高得多，构成了被骨骼逐渐替代的可再吸收材料。然而，其再吸收率不可控制(“Bioceramics and their clinical applications”，Ed.T.Kokubo，CRC Press，2008)。

由HA和TCP的各种混合物组成的双相陶瓷可通过所用TCP的水平来控制生物可再吸收率，由此它们已在生物材料领域获得了巨大成功(“Bioceramics and their clinical applications”，Ed.T.Kokubo，CRC Press，2008)。

所有这些陶瓷都通过高温烧结得到，这类材料的生物活性受限于烧结材料的低比表面积和它们的与用于粘合、增殖和细胞表达的各种蛋白质和生长因子的弱相互作用。此外，它们在化学和物理方面都与骨骼矿物质相差甚远并具有不同性质。

大多数已知的纳米结晶磷灰石沉积方法使用难以工业化使用的过饱和磷酸钙溶液，其处理时间有时要持续若干天。最广泛使用的方法包括使用SBF(模拟体液，Simulated Body Fluid)(Kokubo T，Takadama H(2006)，How useful is SBF in predicting in vivo bone bioactivity，Biomaterials 27，2907-2915)。还已使用更浓的溶液开发了基于相同原理的其它方法(Layrolle P，Stigter M，De Groot K，Liu Y，Method for applying a bioactive coating on a medical device，美国专利6,994,883，2006和Layrolle P，de Groot K，de Bruijn J，van Blitterswijk C，Huipin Y，Method for coating medical implants，美国专利6,733,503，2004，美国专利6,207,218，2001的继续申请；以及Li P，Wen H B，Hippensteel E，Biological agent-containing ceramic coating and method，美国专利7,087,086，2006和Li P，Bioactive ceramic coating and method，美国专利6,569,589，2003)。此外，这些方法很少用于涂覆陶瓷孔的内部。

因此，不存在能够对烧结的多孔陶瓷表面进行生物活化的简单快速的方法。前述专利尚未工业应用。此外，通过这些方法得到的磷灰石通常是熟化的，具有比通过本发明方法沉淀和沉积的磷灰石低的活性，本发明的方法提供了选择熟化时间的可能性。